大尺寸活性屏等离子渗氮工艺中偏压阈值的计算模型

大尺寸活性屏进行离子渗氮工艺处于主电压和偏压同时产生辉光放电的特殊放电模式,研究表明:此时施加在工件上的偏压存在一个阈值,且该阈值是影响渗氮效果的关键因素。通过对活性屏等离子渗氮工艺中带电离子在偏压鞘层中的行为以及等离子空间中粒子之间的能量传递的研究,尝试建立了一种能够预测施加在工件上的偏压阈值的数学计算模型,并将该数学模型得到的偏压阈值的理论值与实验所得到的阈值进行了比较,结果基本吻合。分析认为,通过该数学模型的建立可以为大尺寸活性屏等离子工艺的参数优化设计和实际生产提供合理的偏压阈值的参考值。

偏压在大尺寸活性屏等离子渗氮中的作用机理

通过采用大尺寸活性屏进行等离子渗氮处理,研究和分析了偏压及其"阈值"对大尺寸活性屏渗氮的影响。实验结果表明:采用大尺寸活性屏渗氮时,加在工件上的偏压是一个决定性的因素,只有当负偏压大于"阈值"时,无论距活性屏多远的试样都能取得较好的渗氮效果。通过理论分析认为这个偏压阈值恰好是能够引起工件表面产生自溅射所需要的最低电压。研究认为采用大尺寸活性屏渗氮时,距离活性屏较远的工件是靠施加在其上的偏压引起工件表面产生自溅射生成大量的纳米粒子作为渗氮的载体实现渗氮的。