Энергетические параметры катодно-дуговой эрозионной плазмы в процессе синтеза алмазоподобных углеродных покрытий

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.

плазма, ацетилен, алмазоподобные углеродные покрытия, зонд, температура электронов, plasma, acetylene, diamond-like carbon coatings, probe, electron temperature

1. Robertson, J. Diamond-like amorphous carbon / J. Robertson // Materials Science and Engineering. - 2002. - Vol. 37. -P. 129-281.

2. Grill, A. Diamond-like carbon: state of the art / A. Grill // Diamond and Related Materials. - 1999. - Vol. 8. - P. 428-434.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Schott, L. Electric probes. In: Plasma diagnostics / L. Schott; ed. W. Lochte-Holtgreven. North-Holland Publishing Company. - Amsterdam, 1968.

9. 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.