Étude sur l'adhésion de films de carbone de type diamant (DLC) déposés par la technologie d'électrodéposition d'ions - principe et méthode d'expérience

Les films de carbone de type diamant (films DLC), en tant que nouvelle génération de matériaux de films minces optiques, ont d'excellentes propriétés optiques, mécaniques, électriques, thermiques et acoustiques. Avec les avantages de la région infrarouge transparente, dureté élevée, conductivité thermique élevée, résistance à l'abrasion, propriétés chimiques stables, résistance de choc thermique et ainsi de suite. Il a de bonnes perspectives d'application.

Le film DLC est déposé par électrodéposition d'ions pulsés, qui est une méthode de dépôt physique en phase vapeur. La méthode de placage est simple. Il n'a pas besoin d'ajouter de polarisation négative au substrat et de remplir tout gaz dans la chambre à vide pendant le processus de placage. Le processus de placage a une bonne répétabilité et convient pour la production industrielle de gros lots. La couche de film DLC revêtue par cette méthode a une grande pureté, une bonne transparence optique; propriétés chimiques stables et bonne résistance à l'usure. Il peut être utilisé comme un excellent film infrarouge et un film protecteur.

Les films de carbone ressemblant à du diamant ont été revêtus par un dispositif de revêtement sous vide importé de l'étranger. Le dispositif contient trois sources d'ions: une source d'ions gaz utilisée pour nettoyer et chauffer la surface du substrat; une source d'ions multi-arc à cathode continue avec une filtration magnétique, avec une cathode métallique en Ti pour le placage de la couche de transition intermédiaire; la troisième source d'ions est une source d'ions à arc pulsé avec une cathode en graphite et un pôle d'arc. Il est utilisé pour le placage de diamant comme film de carbone.

Le principe et la méthode d'expérimentation

La source d'ions à arc pulsé est constituée d'une cathode, d'une anode et d'une électrode d'arc. La cathode est faite de matériau évaporé et la source d'ions a une anode spécialement conçue. La décharge d'arc sous vide générée par la cathode de la source d'ions provoque l'évaporation et l'ionisation du matériau cathodique, la formation d'un plasma, d'une part, forme un revêtement sur le substrat et, d'autre part, une décharge en arc. Le mécanisme d'émission d'électrons de la décharge d'arc à cathode froide est principalement l'émission d'électrons de champ, et l'émission de champ doit établir un fort champ électrique sur la surface de la cathode. Par conséquent, seule la différence de potentiel entre la cathode et l'anode de la source d'ions n'est pas suffisante, il est donc nécessaire de frapper l'arc. Le dispositif utilise une électrode d'arc, qui génère une faible décharge de courant et une pré-ionisation entre les électrodes d'arc, puis applique une tension peu élevée entre les deux électrodes principales de la cathode et l'anode (généralement entre 40V et 400V). Le gaz et l'évaporation se décomposent pour former un arc.

Pendant le processus de travail, la chambre à vide est évacuée à 2x10 ^-3 Pa, et les condensateurs C ₁ et C ₂ sont chargés, donnant au SCR un signal d'arc. Une petite décharge de courant est générée entre les électrodes d'arc. Il y a une couche conductrice entre l'anode et la cathode. Le condensateur C _{1 se} décharge entre la cathode et l'anode. Avec la libération du stockage d'énergie du condensateur C ₁ , lorsque l'énergie fournie par le condensateur n'est pas suffisante pour maintenir la décharge, la décharge s'arrêtera.