vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-154Research ArticleК 85-ЛЕТИЮ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИON THE 85TH ANNIVERSARY OF PHYSICAL TECHNICAL INSTITUTE OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF BELARUSЭнергетические параметры катодно-дуговой эрозионной плазмы в процессе синтеза алмазоподобных углеродных покрытийEnergy characteristics of cathodic arc erosion plasma at synthesis of diamond-like carbon coatingsСмягликовИ. П.SmyaglikovI. P.ips.imaf@gmail.comСелифановС. О.SelifanovS. O.ips.imaf@gmail.comФизико-технический институт НАН БеларусиPhysical Technical Institute of the National Academy of Sciences of Belarus201628062016015155Copyright © Смягликов И.П., Селифанов С.О., 20162016Смягликов И.П., Селифанов С.О.Smyaglikov I.P., Selifanov S.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/154

Рассматривается катодно-дуговая углеродная плазма в вакууме и в атмосфере ацетилена при давлении от 0,2 до 2,0 Па в процессе нанесения алмазоподобных углеродных покрытий. Импульсно-периодические потоки плазмы генерировались в результате распыления графитового катода в четырехэлектродной дуговой системе с самовосстанавливающимся тонкопленочным токопроводом устройства поджига. С применением зондов Ленгмюра установлено, что подложка находится под ускоряющим плавающим потенциалом - (15-35) В. Показано, что функция распределения электронов по энергиям является максвелловской с температурой электронов около 50 эВ. Скорость самых высокоэнергетических электронов плазменного потока превышает 30 км/с, в то время как скорость направленного движения плазмы составляет 20 км/с в вакууме и 8 км/с в атмосфере ацетилена. При импульсном дуговом разряде в атмосфере ацетилена наблюдается существенное уменьшение энергии ионов углерода от 30 до 4 эВ по сравнению с вакуумным катодно-дуговым разрядом.

A cathode arc carbon plasma in a vacuum as well as in an atmosphere of acetylene at a pressure of 0.2 to 2.0 Pa during the deposition of diamond-like carbon coatings is considered. Pulse-periodic plasma fluxes are generated as a result of graphite cathode sputtering in a four-electrode arc system with self-recovering thin-film conductor of ignition device. With the use of Langmuir probes it was found that the substrate is under accelerating floating potential of - (15-35) V. The electron energy distribution function was found to be Maxwellian one with electron temperature of about 50 eV. Velocity of the most high-energy electrons of plasma flux exceeds 30 km/s while the velocity of directional motion of plasma amounts to 20 km/s in vacuum and 8 km/s in acetylene gas. So when applying a pulsed arc in acetylene atmosphere the noticeable decrease of carbon ions energy from 30 down to 4 eV is observed in comparison with a vacuum cathodic arc.

плазмаацетиленалмазоподобные углеродные покрытиязондтемпература электроновplasmaacetylenediamond-like carbon coatingsprobeelectron temperatureReferencesRobertson, J. Diamond-like amorphous carbon / J. Robertson // Materials Science and Engineering. - 2002. - Vol. 37. -P. 129-281.Robertson, J. Diamond-like amorphous carbon / J. Robertson // Materials Science and Engineering. - 2002. - Vol. 37. -P. 129-281.Grill, A. Diamond-like carbon: state of the art / A. Grill // Diamond and Related Materials. - 1999. - Vol. 8. - P. 428-434.Grill, A. Diamond-like carbon: state of the art / A. Grill // Diamond and Related Materials. - 1999. - Vol. 8. - P. 428-434.Characterization and Application of DLC Films Produced by New Combined PVD-CVD Technique / N. M. Chekan [et al.] // J. Korean Society for Heat Treatment. - 2010. - Vol. 23, N. 2. - P. 75-82.Characterization and Application of DLC Films Produced by New Combined PVD-CVD Technique / N. M. Chekan [et al.] // J. Korean Society for Heat Treatment. - 2010. - Vol. 23, N. 2. - P. 75-82.Hydrogenated amorphous carbon films prepared by filtered vacuum arc method with various C2H2 pressures / S. Lee [et al.] // Japanese J. Appl. Phys. - 2011. -Vol. 50. - P. 01AH01-1-3.Hydrogenated amorphous carbon films prepared by filtered vacuum arc method with various C2H2 pressures / S. Lee [et al.] // Japanese J. Appl. Phys. - 2011. -Vol. 50. - P. 01AH01-1-3.Experimental study of a pulse plasma flow in a mode of diamond-like coating deposition / I. P. Smyaglikov [et al.] // J. High Temperature Material Processes. - 2006. - Vol. 8, issue 4. - P. 617-624.Experimental study of a pulse plasma flow in a mode of diamond-like coating deposition / I. P. Smyaglikov [et al.] // J. High Temperature Material Processes. - 2006. - Vol. 8, issue 4. - P. 617-624.Electrical erosion pulsed plasma accelerators for preparing diamond-like carbon coatings / E. I. Tochitsky [et al.] // Surface and Coating Technology. - 1991. - Vol. 47. - P. 522-527.Electrical erosion pulsed plasma accelerators for preparing diamond-like carbon coatings / E. I. Tochitsky [et al.] // Surface and Coating Technology. - 1991. - Vol. 47. - P. 522-527.Spectroscopic and probe diagnostics of carbon plasma flows of a pulse vacuum arc / I. P. Smyaglikov [et al.] // J. High Temperature Material Processes. - 2010. - Vol. 14, issue 4. - P. 151-158.Spectroscopic and probe diagnostics of carbon plasma flows of a pulse vacuum arc / I. P. Smyaglikov [et al.] // J. High Temperature Material Processes. - 2010. - Vol. 14, issue 4. - P. 151-158.Schott, L. Electric probes. In: Plasma diagnostics / L. Schott; ed. W. Lochte-Holtgreven. North-Holland Publishing Company. - Amsterdam, 1968.Schott, L. Electric probes. In: Plasma diagnostics / L. Schott; ed. W. Lochte-Holtgreven. North-Holland Publishing Company. - Amsterdam, 1968.Spectroscopic diagnostics of a pulsed arc plasma in the presence of acetylene / I. P. Smyaglikov [et al.] // J. Vacuum. -2013. - Vol. 90. - P. 165-169.Spectroscopic diagnostics of a pulsed arc plasma in the presence of acetylene / I. P. Smyaglikov [et al.] // J. Vacuum. -2013. - Vol. 90. - P. 165-169.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.