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电弧源离子在内壁沉积中的磁牵引运动
Published in 2019
以内表面为主要工作面的管状工件，常因表面磨损、腐蚀等发生早期失效，其表面强化问题在工业应用中具有迫切的需求。真空阴极电弧沉积（VAD）由于工艺温度低，离化率高（60~80%），沉积层致密等优点，是制备表面抗磨损抗腐蚀改性层的重要技术。但对管状工件而言，该技术存在离子衰减问题，即有效沉积的膜层厚度随管件深度出现明显下降，甚至在一定深度管件内表面难沉积。磁场具有使粒子发生拉莫尔回旋、梯度漂移和曲率漂移运动，从而调控粒子轨迹的作用。针对电弧发射的离子（以Ti离子为例），通过COMSOL®的AC/DC模块中的磁场接口仿真辅助线圈的稳态磁场分布，再以磁场分布结果为不变物理场，耦合粒子追踪模块中的带电粒子追踪接口，研究从电弧源发射出的离子在磁场作用下的轨迹，并通过设置管状工件内表面边界条件，研究离子的沉积附着情况。以沉积率、覆盖率为指标，对磁场的作用在不同的算例中进行了讨论。
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