Ion energy distribution and basic characteristics of plasma flows of nonself-sustained arc discharge

Abstract

Experimental results on study of the nonself-sustained arc discharge basic characteristics at currents up to 35 A are presented. The ion energy distributions and dynamics of the directed motion average energy of plasma flow ions are studied. Floating potentials in the plasma flows are measured. Ionization coefficients of the generated plasma flows and their dependence on the discharge current are studied. It is shown that at the discharge currents equal 20…30 A the vacuum arc discharge in anode material vapors can effectively create dropless and highly ionized plasma flows of different metals and provides films deposition rates, which are comparable to possibilities of the cathode vacuum arc discharge.

Представлены результаты исследований основных характеристик несамостоятельного дугового разряда при токах до 35 А. Приведены функции распределения ионов по энергиям, измеренным в создаваемых плазменных потоках при разных значениях тока разряда и показана динамика энергии направленного движения ионов. Определены значения плавающего потенциала. Показано, что при токах 20…30 А вакуумный дуговой разряд в парах материала анода позволяет эффективно создавать бескапельные высокоионизованные потоки плазмы разных металлов и обеспечивать скорости роста осаждаемых покрытий, сравнимые со скоростями роста, обеспечиваемыми в технологиях с катодной формой вакуумной дуги.

Представлено результати досліджень основних характеристик несамостійного дугового розряду при струмах до 35 А. Наведені функції розподілу іонів за енергіями, виміряними в створюваних плазмових потоках при різних значеннях струму розряду і показана динаміка енергії спрямованого руху іонів. Визначено значення плаваючого потенціалу. Показано, що при струмах 20…30 А вакуумний дуговий розряд у парах матеріалу анода дозволяє ефективно створювати безкрапельні високоіонізовані потоки плазми різних металів і забезпечувати швидкості росту покриттів, які є порівняними зі швидкостями росту плівок, що забезпечуються в розрядах з катодною формою вакуумної дуги.