Description
En la industria de los revestimientos duros, el evaporador de arco al vacío es uno de los dispositivos más utilizados debido a su alta productividad, fiabilidad y capacidad para funcionar en un medio no gaseoso. Además, la imposición de un campo magnético externo permite controlar la localización de los puntos de arco tanto en las superficies catódicas simples como en las seccionadas (es decir, hechas de diferentes materiales). Otra característica importante de los evaporadores de arco en vacío es su capacidad de generar iones de carga múltiple. Aplicando un sesgo negativo de alto voltaje al sustrato, se pueden formar los recubrimientos con una alta adhesión debido al efecto de implantación. En este trabajo se presentan algunos resultados del estudio de los flujos de plasma generados por un evaporador industrial de arco de vacío con un cátodo de disco seccionado compuesto por un circonio en su parte central con un anillo de titanio que lo rodea. El modo de funcionamiento del evaporador es tal que el movimiento del punto de arco queda limitado por el disco de circonio, lo que da lugar a la producción del flujo de plasma de circonio. Las características cuantitativas y la función de distribución de energía de los iones han sido medidas por una sonda multired con un potencial retardante. Se ha demostrado que los iones con carga múltiple constituyen una parte significativa del flujo. Las relaciones entre los componentes de los iones detectados se encuentran como 87,4% Zr+, 10,6% Zr2+, 1,5% Zr3+ y 0,3% Zr4+. La presencia de iones con múltiples cargas también se confirma con mediciones de espectrometría óptica.
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In the industry of hard coatings, the vacuum arc evaporator is one of the commonly used devices due to its high productivity, reliability and ability to operate in a non-gaseous medium. Apart from this, the imposition of an external magnetic field allows to control the localization of the arc spots both on the simple and sectioned (i.e. made from different materials) cathode surfaces. Another important feature of the vacuum arc evaporators is their capability to generate multi-charged ions. Applying a high voltage negative bias to the substrate, there can be formed the coatings with high adhesion due to the implantation effect. This paper presents some results of the study of the plasma flows generated by an industrial vacuum arc evaporator with a sectioned disk cathode composed of a zirconium in its central part with a titanium ring surrounding it. The mode of evaporator functioning is such that the arc spot motion gets limited by the zirconium disk, which results in producing the zirconium plasma flow. The quantitative characteristics and the energy distribution function of ions have been measured by a multigrid probe with a retarding potential. It has been proved that the multiply charged ions make up a significant part of the flow. The relations between the detected ion components are found as 87.4% Zr+, 10.6% Zr2+, 1.5% Zr3+ and 0.3% Zr4+. The presence of multi-charged ions is also confirmed by optical spectrometry measurements.
