Plasma characteristics of two-step vacuum-arc discharge and its application for a coatings deposition

Abstract

Non-self-maintained gaseous discharge, where the vacuum-arc plasma gun is used as a source of supplementary charges, is characterized by a great currents and high values of ionization coefficient. This kind of discharge is well adapted for thermo-chemical treatment of products but still is not applied for a coatings deposition. In this paper we show the possibility of a-C:H films synthesis from a plasma of this discharge. The films obtained have a high transparence and good adhesion to metal and dielectric substrates. In addition, such parameters as temperature and density of electrons, ionization coefficient, plasma potential distribution and ion energy have been determined by probe methods for the plasma of non-self-maintained discharge in both: nitrogen and propane-butane mixture.

Досліджено ряд характеристик плазми двоступінчастого вакуумно-дугового розряду. За допомогою одиночного та двосіткового зонду визначені: температура і концентрація електронів, коефіцієнт іонізації, розподіл потенціалу на розрядному проміжку та енергія іонів. Дані отримано в широкому діапазоні тиску для двох газів: азоту і пропанобутанової суміші. Показана можливість синтезу гідрогенізованих вуглецевих покриттів із плазми газового ступеню двоступінчастого вакуумно-дугового розряду, що збуджується в пропанобутановій суміші.

Исследован ряд характеристик плазмы двухступенчатого вакуумно-дугового разряда. Методом одиночного и двухсеточного зонда определены: температура и плотность электронов, коэффициент ионизации, распределение потенциала в разрядном промежутке и энергия ионов. Данные получены в широком диапазоне давлений для двух газов: азота и пропанобутановой смеси. Показана возможность синтеза гидрогенизированных углеродных покрытий из плазмы газовой ступени двухступенчатого вакуумно-дугового разряда, возбуждаемого в пропанобутановой смеси.