KRI 考夫曼离子源应用案例发布日期：2020-08-28

KRI 霍尔离子源辅助制备碳化硅改性薄膜

随着人们对空间应用的望远镜和相机的光学系统中使用的反射镜性能提出了更高的要求, 在满足轻量化要求的同时, 还要求反射镜材料具有可以在恶劣环境下长时间工作的物理特性, 这就提出了低密度 / 高硬度 / 高弹性模量 / 高比刚度 / 低热膨胀吸收 / 均匀线膨胀系数等极高的参数标准.

反射镜的反射率取决于表面的粗糙度, 因此, 为了解决反应烧结碳化硅存在的孔洞和双金属性问题, 普遍采用通过给表面镀制一层厚的硅或者碳化硅的方法, 一达到表面改性的目的.

碳化硅材料凭借其优异的物理性能和良好的加工特性成为当前空间应用的主要新型反射镜材料.

离子源辅助镀膜的薄膜制备工艺已成为一种成熟、高效的方法. 霍尔离子源可以通过电离惰性气体, 输出离子流密度均匀并具有较高能量的等离子体.

KRI 霍尔离子源辅助制备碳化硅改性薄膜

某国内精密光学制造商为了进一步提高碳化硅反射镜基底表面光学质量, 满足高质量空间光学系统的应用需求, 采用电子枪蒸发纯硅, KRI 霍尔离子源喷出的氢离子电离甲烷, 并以离子辅助沉积的方法在反应烧结碳化硅基底上镀制了表面改性用碳化硅薄膜, 并对改性膜层进行了光学抛光处理.

KRI 霍尔离子源 Gridless eH 系列产品特性:

1.无栅极

2.高电流低能量

3.发散光束 >45°

4.可快速更换阳极模块

5.可选 Cathode / Neutralize 中和器

在离子源工作之前, 镀膜腔体需要将真空度抽至8x10-4 Pa, 该国内精密光学制造商采用普发 Pfeiffer Hipace 80 对镀膜腔体进行抽真空.

涡轮分子泵 HiPace 80 技术参数

分子泵型号	接口 DN		抽速 l/s			压缩比	最高启动压强mbar	极限压力	全转速气体流量hPa l/s	启动时间	重量
分子泵型号	进气口	排气口	氮气 N2	氦气He	氢气 H2	氮气 N2	氮气N2	hPa	氮气N2	min	kg
HiPace 80	63	16	67	58	48	> 1X1011	22	< 1X10–7	1.3	1.75	2.4

伯东美国 KRI 离子源和 Pfeiffer 分子泵 Hipace 80 满足客户的工艺需求. 制造商在该工艺条件下制备的碳化硅薄膜为α相, 通过高分辨光学显微镜对抛光后的反应烧结碳化硅基底进行缺陷观察, 发现改性抛光后基底表面缺陷和孔洞明显减少.

这种镀制碳化硅表面改性的方法在抛光后可以有效降低表面粗糙度, 并且散射值有了明显的降低, 不到改性之前的1/8. 制备的碳化硅薄膜在冷人温度冲击下非常稳定, 无脱膜、龟裂.

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