真空脈沖弧光放電裝置的設計與研究.pdf

1、磁過濾脈沖陰極弧制備薄膜是當今一種新型的薄膜制備方式。本文主要論述了對脈沖陰極弧放電裝置,以及其控制系統(tǒng),采集系統(tǒng)的研究,此外還對真空室的建立,改進工作做了相關的敘述。
　　本文的研究重點是高壓脈沖大電流電源及控制其脈沖周期,頻率,觸發(fā)次數的單片機的整體程序設計思路與實施,此外還對放電電極,磁過濾彎管,真空室內部結構進行了制作與改進。
　　在本文中,我們重點對脈沖形成網絡的特點以及其內部的參數做了研究,不僅闡述了其基本原理,

2、還通過研究引入了一種“效率增強二極管”,這種二極管可以使LC電路出現多個弧脈沖,并且可以使電容器總是從一個合適的方向充電,使其無需提高輸入功率就可以使電容器重復充電更加迅速,使PFN運行時具有更高的脈沖重復頻率。之后我們通過MATLAB模擬的計算確定了整個PFN網絡的電容以及電感的值。最后,我們根據這一原理,搭建了一臺能夠提供高壓的脈沖大電流發(fā)生裝置。在搭建脈沖大電流裝置后,我們對其進行了單次脈沖的放電取得了成功,之后,我們對其連續(xù)放電

3、的能力進行了研究與測試,并且進而做到可以通過預先的設置控制其放電的時間,周期,頻率等各項參數。
　　為此我們使用了8051單片機進行編程設計,通過C語言對8051的觸發(fā)脈沖大小,觸發(fā)次數,連續(xù)觸發(fā)次數以及觸發(fā)間隔時間進行了設計,使其做到了易操作化,易修改化,這位我們以后控制鍍膜的質量和對膜進行研究提供了可靠的保證。之后,為了便于我們對PFN網絡以及電路其他部分的參數的采集與記錄,我們通過Vc++編寫了所需要的傳輸類,顯示類等,讓我

4、們能夠通過單片機觸發(fā)的同步信號,對電路中的電壓以及電流信號進行采集和記錄,并且通過做好的畫圖程序,通過計算機的串口,實時地在計算機上反映出來,這將更有助于我們對PFN的電路對鍍膜的影響產生有益的幫助。
　　此外,我們還設計了陰極真空弧電極,并制作了兩個磁過濾彎管,一個是帶有90度磁濾器,一個帶有連續(xù)式90度磁濾(即S型)。兩者相比較而言,90度磁濾具有更高的傳輸效率,而S則能夠制備出更加致密均勻的薄膜,但其傳輸效率會受到一定的影響

5、。對真空室的制造與改造也是工作的一部分,我們不僅通過對真空方面書籍的研究自己制作了同樣具有高真空性的真空室連接器,還制作了一臺集溫度控制,溫度測量與一體的真空式溫度加熱設備,一般情況下,可以將真空室溫度加熱至600攝氏度以上,以幫助我們對高溫對包括空心陰極放電等的影響。
　　如今,隨著等離子體工業(yè)應用的日益廣泛,特別是陰極弧等離子體制備各種納米疊層膜和超硬膜等新一代表面技術的出現,如果在質膜過程中消除大顆粒以及如何提高陰極弧等離子