Термическое напыление в вакууме

либо подложка должны устанавливаться в стороне от испарителя. Это ограничение расположения источника электронов и подложки можно устранить, если траекторию электронного луча искривить наложением поперечного магнитного поля. Использование искривленных траекторий электронов позволяет также эффективно разделить на малом расстоянии электронную пушку и источник паров.

На рис. 23 схематически изображена электронная пушка с искривленной траекторией луча.

11  Рис. 23. Электронная пушка с изогнутой траекторией луча и с охлаждаемой водой подставкой для испаряемого вещества

Поперечное магнитное поле создается электромагнитом, и в этом же поле происходит фокусировка луча. В других структурах используются постоянные магниты, а подстройка луча осуществляется изменением рабочего напряжения. В этих пушках для увеличения электронного тока используется относительно большая площадь удлиненного катода. Это позволяет без снижения мощности пушки использовать рабочие напряжения до 10 кВ. В этом случае катод хотя и находится вблизи испарителя, однако он расположен в стороне и для защиты от испаряемого материала и от разрушения ионной бомбардировкой экранирован. Пушки, анодом которых служит испаряемое вещество и которые аналогичны по конструкции пушкам, приведенным на рис. 21, б и в, а также конструкциям, приведенным на рис. 22, производятся промышленностью. Промышленность выпускает модели мощностью от 2 до 10 кВт при ускоряющем напряжении от 3 до 10 кВ.

Во всех моделях используется охлаждаемая водой медная подставка для испаряемого вещества, и в большинстве случаев для облегчения обез-гаживания предусмотрен прогрев пушки. В зависимости от степени теплового контакта между подставкой и испаряемым веществом могут быть достигнуты температуры вплоть до 3500 °С, что позволяет испарять как тугоплавкие металлы, так и окислы.

Пушки с искривленной траекторией электронного луча становятся более популярными в лабораториях, особенно при использовании в вакуумных установках колпачного типа, что объясняется их универсальным использованием, малыми размерами и отсутствием ограничения по скорости испарения.

Держатели испаряемого вещества и материалы держателей для электронно-лучевого испарения. На рис. 21, 22 были показаны различные методы фиксации положения испаряемого материала при нагреве электронным лучом. Поскольку метод взвешенной капли имеет ряд существенных ограничений, то обычно используют держатели, которые изготовляются большей частью из меди и охлаждаются водой. В этом случае испаряемое вещество хотя и находится в контакте с поверхностью держателя (подставки), однако химическим взаимодействием между ними можно пренебречь вследствие того, что на границе между испаряемым веществом и подставкой существует тонкий слой испаряемого вещества в твердой фазе, который разделяет расплав и подставку.

Перегрев и расширение объема расплава может привести к излишним потерям тепла и уменьшению скорости испарения. Чтобы избежать этих явлений вещество испаряется в виде короткого стержня (рис. 21, б), что позволяет отделить расплавленную поверхность от подставки