Моделирование условий существования эмиттера тугоплавкого материала в процессе катодного вакуумно-дугового осаждения

В. Д. Алимов$^{1}$, А. В. Недоля$^{1}$, И. Н. Титов$^{2}$

$^{1}$Запорожский национальный университет, ул. Жуковского 66, 69600, Запорожье, Украина
$^{2}$Научно-технический центр панорамных акустических систем НАН Украины, ул. Чубанова, 1, 69600 Запорожье, Украина

Получена: 22.11.2013; окончательный вариант - 13.10.2014. Скачать: PDF

Предложена нелинейная математическая модель разогрева эмиттера в процессе катодного вакуумно-дугового осаждения материалов, учитывающая зависимость теплоёмкости и теплопроводности материала катода от температуры. С помощью модели рассчитаны значения плотности тока эмиссии для различных тугоплавких материалов, которые хорошо согласуются с литературными данными, а также определены условия, при которых будет реализовываться испарение материала катода. Установлена связь между плотностью тока эмиссии и временем разогрева эмиттера до температуры испарения, которая имеет нелинейный характер и зависит от термических характеристик материала катода. Модель позволяет повысить эффективность осаждения материалов путём предварительной оценки технологических и физических параметров осаждения.

Ключевые слова: нелинейное уравнение теплопроводности, плотность тока, эмиссия, эмиттер, катод, тугоплавкий материал.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i11/1523.html

PACS: 02.60.Lj, 65.40.Ba, 66.70.Df, 72.15.Eb, 73.30.+y, 81.15.Jj, 79.70.+q

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

С. Ф. Дудник, А. П. Любченко, А. К. Олейник, А. В. Сагалович, В. В. Сагалович, Физическая инженерия поверхности, 2, № 1–2: 112 (2004).
P. Strzyzewski, M. J. Sadowski, R. Nietubyc, K. Rogacki, T. Paryjczak, and J. Rogowski, Mater. Sci. Poland., 26, No. 1: 213 (2008).
А. А. Андреев, О. В. Соболь, В. Ф. Горбань, А. Л. Васильев, В. А. Столбовой, И. В. Сердюк, Физическая инженерия поверхности, 8, № 3: 203 (2010).
A. Anders, Handbook of Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition (New York: John Wiley & Sons: 2000).
И. И. Аксенов, А. А. Андреев, В. А. Белоус, В. Е. Стрельницкий, В. М. Хороших, Вакуумная дуга. Источники плазмы, осаждение покрытий, поверхностное модифицирование (Киев: Наукова думка: 2012).
Е. А. Литвинов, Г. А. Месяц, Д. И. Проскуровский, Успехи физических наук, 139, вып. 2: 265 (1983). Crossref
А. В. Недоля, Е. И. Пиваев, И. Н. Титов, Физическая инженерия поверхности, 7, № 4: 330 (2009).
Физические величины: Справочник (ред. И. С. Григорьев, Е. З. Мейлихов) (Москва: Энергоатомиздат: 1991).
Д. В. Глазанов, Л. М. Баскин, Г. Н. Фурсей, Журнал технической физики, 59, № 5: 60 (1989).
W. B. Nottingham, Phys. Rev., 59, No. 11: 907 (1941). Crossref
R. L. Boxman, D. M. Sanders, and P. J. Martin, Handbook of Vacuum Arc Science and Technology: Fundamentals and Applications (Noyes: William Andrew Publishing: 1995).
Ю. П. Райзер, Физика газового разряда: Учебное руководство (Москва: Наука: 1987).