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电磁场复合增强的HiPIMS放电及管内沉积Cr膜组织与性能研究

低气压,辅助阳极,HiPIMS,管内镀膜,等离子体输运

采用端靶进行管内壁镀膜的关键是解决等离子体的输运问题。本研究中，采用适当增强靶面磁场和添加靶前阳极的方式，实现了超高真空（最低可达0.09Pa）条件下Cr靶HiPIMS放电，通过降低背景气体工作气压的方式增加平均分子自由程，减少等离子体输运过程中的粒子能量损失。通过增加管尾辅助阳极，实现对等离子体沿管方向输运的定向调控。同时，管尾辅助阳极的加入促进了等离子体的二次电离，有助于维持管内较高密度等离子体状态。膜层沉积结果表明，降低工作气压有助于改善管内沉积涂层均匀性，而管尾辅助阳极在40V左右电压范围具有最优效果，可显著提高管内膜层致密度，改善其耐磨性能。