アーク放電は、一般的に絶縁破壊や高電圧の状況により、回路のギャップを横切って電流の放電が発生したときに発生する。アーク放電の発生は、ターゲット材料の純度、表面構造、誘電体粒子の存在、ターゲットコーティング材料の融点など、いくつかの要因によって影響を受けます。
Ti、Cr、Taのような高融点の材料は、AlやCuのような低融点の材料に比べてアークが発生する傾向が低い。これは、融点の低い材料は電界によって発生する熱の影響を受けやすいため、溶融してアークの伝導経路を作る可能性があるためである。
真空中の金属電極が電子を放出し始めると、熱電子放出または電界電子放出によってアークが発生することもある。一度始まった真空アークは、解放された粒子が電界から運動エネルギーを得て高速粒子衝突を起こし、金属表面を加熱してアークを持続させるため、持続する可能性があります。
これらの要因に加え、アークゾーンのガス圧、アーク安定化コイルの存在、アーク電圧とアーク長の関係も、アークの安定性に影響を与える。例えば、ガス圧力が高いほどアークは安定し、アーク安定化コイルを使用することで、アーク柱を圧縮し、散乱を防ぐことで正常な放電を維持することができる。
さらに、アークの長さも安定性に重要な役割を果たす。アーク長が短いと、アーク電圧と電流の変化がより大きくなり、アーク長が長いと、アークが不安定になったり、迷走したりする可能性がある。したがって、アーク電圧を通じてアーク長を制御することは、アークを安定させるために不可欠である。
まとめると、アーク放電は絶縁の破壊や高電圧の状況によって発生し、その発生はターゲット材の純度、表面構造、誘電体粒子の存在、ターゲット被覆材の融点、アークゾーンのガス圧、アーク安定コイルの存在、アーク電圧とアーク長の関係などの要因によって影響を受けます。
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