CN115261804A - 电弧蒸发装置 - Google Patents

Abstract

一种电弧蒸发装置，包括阴极弧蒸发源、气体管道、第一磁场装置、第二磁场装置以及第三磁场装置。阴极弧蒸发源的表面包括环状凹槽结构。环状凹槽结构限制阴极弧弧斑的移动并容纳靶材液滴。气体管道嵌入阴极弧蒸发源。气体管道的管道出口设置在环状凹槽结构中。第一磁场装置设置于阴极弧蒸发源的第一侧并环绕所述气体管道，并且经配置以产生第一磁场。第二磁场装置设置于阴极弧蒸发源的第一侧并环绕第一磁场装置设置，并且经配置以产生第二磁场。第三磁场装置环绕阴极弧蒸发源、第一磁场装置和第二磁场装置设置，并且经配置以产生第三磁场。第一磁场和第二磁场的磁场方向相反，第一磁场和第三磁场的磁场方向相同。

Description

电弧蒸发装置

技术领域

本申请涉及一种装置，详细来说，是有关于一种电弧蒸发装置。

背景技术

在现有的电弧蒸发装置中，当在对待加工工件进行镀膜工艺时，电弧蒸发装置的阴极弧蒸发源的靶面金属离化后，会使得等离子体在靶面电磁场做螺旋线运动，以在待加工工件表面形成膜层。但是在等离子体形成过程中，弧斑跑动不够迅速，弧斑在靶面停留时间过长，导致部分熔池温度过高并产生大量中性液体颗粒。液体颗粒会在涂层表面形成贯穿颗粒并容易影响涂层性能。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种电弧蒸发装置来解决上述问题。

依据本申请的一实施例，提供一种电弧蒸发装置。所述电弧蒸发装置包括阴极弧蒸发源、气体管道、第一磁场装置、第二磁场装置以及第三磁场装置。所述阴极弧蒸发源的表面包括环状凹槽结构。所述环状凹槽结构经配置以限制阴极弧弧斑的移动并容纳靶材液滴。所述气体管道嵌入所述阴极弧蒸发源。所述气体管道的管道出口设置在所述环状凹槽结构中。所述第一磁场装置设置于所述阴极弧蒸发源的第一侧并环绕所述气体管道。所述第一磁场装置经配置以产生第一磁场。所述第二磁场装置设置于所述阴极弧蒸发源的所述第一侧并环绕所述第一磁场装置设置。所述第二磁场装置经配置以产生第二磁场。所述第三磁场装置环绕所述阴极弧蒸发源、所述第一磁场装置和所述第二磁场装置设置。所述第三磁场装置经配置以产生第三磁场。所述第一磁场和所述第二磁场的磁场方向相反，所述第一磁场和所述第三磁场的磁场方向相同。

依据本申请的一实施例，所述气体管道的管道出口开设在所述环状凹槽结构的封闭圆环的内侧壁。

依据本申请的一实施例，所述气体管道的管道出口在所述环状凹槽结构的封闭圆环的内侧壁形成环形出气槽。

依据本申请的一实施例，所述气体管道的管道出口在所述环状凹槽结构的封闭圆环的内侧壁形成相对于所述环状凹槽结构的中轴对称分布的多点出气孔。

依据本申请的一实施例，所述气体管道还包括第一气管。所述第一气管连接至外部气体源。所述第一气管贯穿所述第一磁场装置并延伸至所述阴极弧蒸发源内。

依据本申请的一实施例，所述气体管道还包括第二气管。所述第二气管在所述阴极弧蒸发源内延伸。所述第二气管的一端连接至所述第一气管，所述第二气管的另一端连通所述气体管道的管道出口。

依据本申请的一实施例，所述第二气管在所述阴极弧蒸发源内放射状地连通至所述管道出口。

依据本申请的一实施例，所述环状凹槽结构包括U型槽。

依据本申请的一实施例，所述第一磁场装置和所述第二磁场装置靠近所述阴极弧蒸发源的一端共平面。

依据本申请的一实施例，所述第一磁场装置包括环状永磁铁或排布成环状结构的多个柱状磁铁。

依据本申请的一实施例，所述第二磁场装置包括环形永磁铁或排布成环状结构的多个柱状磁铁。

依据本申请的一实施例，所述第三磁场装置的一端与所述阴极弧蒸发源的所述表面共平面。

依据本申请的一实施例，所述第三磁场装置包括环形线圈。

依据本申请的一实施例，所述环形线圈经配置以加载直流电源提供的可变电流。

附图说明

附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，但并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1演示依据本申请一实施例之电弧蒸发装置的方块示意图。

图2演示依据本申请一实施例之电弧蒸发装置的部分示意图。

图3演示依据本申请一实施例之阴极弧蒸发源的前视视图。

图4A和图4B分别演示依据本申请一实施例的电弧蒸发装置的操作示意图。

图5演示依据本申请一实施例的管道出口在环状凹槽结构的封闭圆环的内侧壁的示意图。

图6演示依据本申请另一实施例的管道出口在环状凹槽结构的封闭圆环的内侧壁的示意图。

图7演示依据本申请一实施例的第二气管的俯视视图。

具体实施方式

以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。

再者，在此处使用空间上相对的词汇，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及与其相似者，可能是为了方便说明图中所绘示的一组件或特征相对于另一或多个组件或特征之间的关系。这些空间上相对的词汇其本意除了图中所绘示的方位之外，还涵盖了装置在使用或操作中所处的多种不同方位。可能将所述设备放置于其他方位(如，旋转90度或处于其他方位)，而这些空间上相对的描述词汇就应该做相应的解释。

虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属技术领域中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者)均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随权利要求书所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包括端点。

图1演示依据本申请一实施例之电弧蒸发装置1的方块示意图。在某些实施例中，电弧蒸发装置1用于对待加工工件(例如但不限于刀具)进行镀膜工艺。在某些实施例中，电弧蒸发装置1包括阴极弧蒸发源10、气体管道100、第一磁场装置11、第二磁场装置12和第三磁场装置13。在某些实施例中，阴极弧蒸发源10的表面包括环状凹槽结构。在某些实施例中，所述环状凹槽结构经配置以限制阴极弧弧斑的移动并容纳靶材液滴。在某些实施例中，气体管道100嵌入阴极弧蒸发源10。在某些实施例中，气体管道100的管道出口设置在所述环状凹槽结构中。在某些实施例中，第一磁场装置11设置于阴极弧蒸发源10的第一侧。在某些实施例中，第一磁场装置11环绕气体管道100。在某些实施例中，第一磁场装置11经配置以产生第一磁场。在某些实施例中，第二磁场装置12设置于阴极弧蒸发源10的第一侧并环绕第一磁场装置11设置。在某些实施例中，第二磁场装置12经配置以产生第二磁场。在某些实施例中，第三磁场装置13环绕阴极弧蒸发源10、第一磁场装置11和第二磁场装置12设置。在某些实施例中，第三磁场装置13经配置以产生第三磁场。在某些实施例中，所述第一磁场和所述第二磁场的磁场方向相反，所述第一磁场和所述第三磁场的磁场方向相同。

需注意的是，电弧蒸发装置1还可以包括其他执行镀膜工艺时所需的元部件。然而，为了维持图示简洁，图1仅描绘和本申请发明精神相关的元件。

图2演示依据本申请一实施例之电弧蒸发装置2的部分示意图。在某些实施例中，电弧蒸发装置2可用以实现图1实施例的电弧蒸发装置1。本领域技术人员应能理解电弧蒸发装置2应为一个封闭腔室，用以对待加工工件进行镀膜工艺。图2所描绘的是从俯视角度观察的一部分电弧蒸发装置2。在某些实施例中，电弧蒸发装置2包括阴极弧蒸发源20、气体管道200、第一磁场装置21、第二磁场装置22和第三磁场装置23。

在某些实施例中，阴极弧蒸发源20的表面S20包括环状凹槽结构20a。在某些实施例中，环状凹槽结构20a经配置以限制阴极弧弧斑的移动并容纳靶材液滴。在某些实施例中，环状凹槽结构20a包括U型槽。请参考图3，图3演示依据本申请一实施例之阴极弧蒸发源20的前视视图。在某些实施例中，阴极弧蒸发源20大致上呈现圆盘状。在某些实施例中，环状凹槽结构20a的U型槽在阴极弧蒸发源20的表面呈现封闭圆环。在某些实施例中，阴极弧蒸发源20的表面S20可以由C、Ti、Cr、Zr、AlTi、TiAlCr等材料制成。

再次参考图2，在某些实施例中，第一磁场装置21设置在阴极弧蒸发源20的第一侧(即阴极弧蒸发源20的背侧)。在某些实施例中，第一磁场装置21包括环状永磁铁或是排布成环状结构的多个柱状磁铁。在某些实施例中，第一磁场装置21的环状永磁铁或排布成环状结构的多个柱状磁铁环绕气体管道200设置。在某些实施例中，第一磁场装置21经配置以产生第一磁场。在某些实施例中，第一磁场装置21设置在阴极弧蒸发源20的背侧的中心位置。

在某些实施例中，第二磁场装置22设置在阴极弧蒸发源20的第一侧(即阴极弧蒸发源20的背侧)。在某些实施例中，第二磁场装置22包括环状永磁铁或排布成环状结构的多个柱状磁铁。在某些实施例中，第二磁场装置22的环状永磁铁环绕第一磁场装置21设置。

在某些实施例中，第一磁场装置21和第二磁场装置22靠近阴极弧蒸发源20的一端同样位在平面S1之上，换言之，第一磁场装置21和第二磁场装置22靠近阴极弧蒸发源20的一端共平面。在某些实施例中，第一磁场装置21靠近阴极弧蒸发源20的一端是N极，第一磁场装置21远离阴极弧蒸发源20的一端是S极。在某些实施例中，第二磁场装置22靠近阴极弧蒸发源20的一端是S极，第二磁场装置22远离阴极弧蒸发源20的一端是N极。在某些实施例中，第一磁场装置21产生的第一磁场的磁场方向和第二磁场装置22产生的第二磁场的磁场方向相对于阴极弧蒸发源20是相反的。

在某些实施例中，第三磁场装置23包括环形线圈。在某些实施例中，第三磁场装置23的环形线圈环绕阴极弧蒸发源20、第一磁场装置21和第二磁场装置22设置。在某些实施例中，第三磁场装置23的环形线圈经配置以加载直流电源提供的可变电流以产生磁场。在某些实施例中，第三磁场装置23的一端与阴极弧蒸发源20的表面S20同样位在平面S2之上，换言之，第三磁场装置23的一端与阴极弧蒸发源20的表面S20共平面。在某些实施例中，第三磁场装置23产生的第三磁场的磁场方向和第一磁场装置21产生的第一磁场的磁场方向相对于阴极弧蒸发源20是相同的。需说明的是，在其他实施例中，第三磁场装置23可以在其他位置，第三磁场装置23的位置并非本申请的一限制。举例来说，也可以使得第一磁场装置21、第二磁场装置22以及第三磁场装置23靠近阴极弧蒸发源20的一端共平面于平面S1之上。

在某些实施例中，电弧蒸发装置2还包括其他执行镀膜工艺的必要元件。举例来说，电弧蒸发装置2还包括设置在阴极弧蒸发源20的背侧的水冷铜背、作为阳极的腔室壁25以及设置在阴极弧蒸发源20和腔室壁25之间的密封圈26。

图4A和图4B分别演示依据本申请一实施例的电弧蒸发装置2的操作示意图。参考图4A，当第三磁场装置23的环形线圈没有加载直流电源提供的电流时，在第一磁场装置21产生的第一磁场和第二磁场装置22所产生的第二磁场的作用下，磁场在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁(图示的A点位置)上有最大值。如此一来，弧斑受到磁场作用主要会在A点位置产生电弧放电。参考图4B，当第三磁场装置23的环形线圈加载直流电源提供的电流时，在第一磁场装置21产生的第一磁场、第二磁场装置22所产生的第二磁场以及第三磁场装置23所产生的第三磁场的共同作用下，磁场在环状凹槽结构20a的封闭圆环的外侧壁(图示的B点位置)上有最大值。如此一来，弧斑受到磁场作用主要会在B点位置产生电弧放电。

结合图4A和图4B的实施例可知，通过调节第三磁场装置23的环形线圈所加载的电流，可以使得弧斑在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内外侧壁来回跑动，借此可以限制弧斑的运动轨迹，并且，可以将阴极弧蒸发源20的表面S20蒸发所产生的液滴限制在环状凹槽结构20a之中，以确保大部分从阴极弧蒸发源20的表面S20发射出来的是离子。如此一来，可以减少待加工工件上的涂层的颗粒，进而提高待加工工件的镀膜涂层细腻度。

需说明的是，虽然在图4A和图4B的实施例中，是通过调节第三磁场装置23的环形线圈所加载的电流来改变弧斑在环状凹槽结构20a的封闭圆环中的位置，然而，此并非一限制。在某些实施例中，可以使得第三磁场装置23的环形线圈的位置实时的改变，如此也同样会使得磁场在环状凹槽结构20a的封闭圆环的最大值位置的改变。

再次参考图2，在某些实施例中，气体管道200嵌入阴极弧蒸发源20之中。在某些实施例中，气体管道200的管道出口G200设置在环状凹槽结构20a中。在某些实施例中，气体管道200的管道出口G200设置在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁。参考图5，图5演示依据本申请一实施例的管道出口G200在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁的示意图。在某些实施例中，管道出口G200在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁中形成相对于环状凹槽结构20a的中轴C20a对称分布的多点出气孔。参考图6，图6演示依据本申请另一实施例的管道出口G200在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁的示意图。在某些实施例中，G200管道出口在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁形成环绕整个环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁的环形出气槽。然而，本申请并不限制以图5或图6实施例的方式来实现管道出口G200的形状和分布。

在某些实施例中，管道出口G200在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁上的设置位置可以是磁场有最大值的位置。在某些实施例中，管道出口G200在环状凹槽结构20a的封闭圆环的内侧壁上的设置位置可以是图4实施例中的A点位置。

再次参考图2，在某些实施例中，气体管道200包括第一气管200a和第二气管200b。在某些实施例中，第一气管200a连接至外部气体源(图未示)。在某些实施例中，第一气管200a贯穿第一磁场装置21并延伸至阴极弧蒸发源20内。在某些实施例中，外部气体源经配置以提供反应气体。在某些实施例中，外部气体源通过第一气管200a、第二气管200b和管道出口G200将反应气体直接输入至环状凹槽结构20a中。在某些实施例中，反应气体可以是N₂、Ar₂、C₂H₂等气体。在某些实施例中，当阴极等离子区域附近气压增高时，分子自由程缩短，反应气体(如氮气)在阴极弧蒸发源20上反应并且形成氮化物层，在氮化物层放电同时，在阴极弧蒸发源20的表面形成大量正空间电荷层，以利于“场致电子发射”的发生，并借此对待加工工件(例如但不限于刀具)进行镀膜工艺。

在某些实施例中，第二气管200b在阴极弧蒸发源20内延伸。在某些实施例中，第二气管200b的一端连接至第一气管200a，第二气管200b的另一端连通气体管道200的管道出口G200。参考图7，图7演示依据本申请一实施例的第二气管200b的俯视视图。在某些实施例中，第二气管200b在阴极弧蒸发源20内放射状地连通至管道出口G200。然而，此仅为范例说明，本申请并不限制第二气管200b在阴极弧蒸发源20内的结构形状。

在某些实施例中，镀膜工艺的过程中电弧蒸发装置2的腔室气压维持在1-5帕的范围内。在某些实施例中，通过阴极弧蒸发源20的表面S20的弧电流可以在60-120安培的范围，并且，维持阴极弧蒸发源20的偏压在30-600伏特的范围。在某些实施例中，电弧蒸发装置2可以对待加工工件进行DLC、TaC、TiN、CrN、ZrN、AlTiN、TiAlCrN等材料的镀膜。

申请人实验发现，通过电弧蒸发装置2来对待加工工件进行镀膜工艺，可以使得在待加工工件上的涂层表面粗糙度Ra在0.03微米以下，并且涂层结构更致密，涂层硬度提升10-30％，耐磨性和防腐性显著提高。

实施例1：

弧电流设定为80安培，阴极弧蒸发源20的表面S20是钛金属，通入氮气使得电弧蒸发装置2的腔室气压是1.5帕，阴极弧蒸发源20的偏压是60伏特，第三磁场装置23的环形线圈所加载的电流周期为2秒，第三磁场装置23的环形线圈的一端与阴极弧蒸发源20的表面S20共平面，镀膜时间5小时。通过此工艺条件，可以使得待加工工件的涂层表面粗糙度Ra在0.028微米，待加工工件的涂层表面硬度hv在3000，待加工工件的涂层膜厚是3微米。

实施例2：

弧电流设定为80安培，阴极弧蒸发源20的表面S20是钛金属，通入氮气使得电弧蒸发装置2的腔室气压是1.5帕，阴极弧蒸发源20的偏压是60伏特，第三磁场装置23的环形线圈所加载的电流周期为2秒，第三磁场装置23的环形线圈、第一磁场装置21以及第二磁场装置22靠近阴极弧蒸发源20的一端共平面，镀膜时间5小时，并且通过气体管道200在环状凹槽结构20a内部输入反应气体。通过此工艺条件，可以使得待加工工件的涂层表面粗糙度Ra在0.016微米，待加工工件的涂层表面硬度hv在3500，待加工工件的涂层膜厚是2.6微米。

如本文中所使用，术语“近似地”、“基本上”、“基本”及“约”用于描述并考虑小变化。当与事件或情况结合使用时，所述术语可指事件或情况精确地发生的例子以及事件或情况极近似地发生的例子。如本文中相对于给定值或范围所使用，术语“约”大体上意味着在给定值或范围的±10％、±5％、±1％或±0.5％内。范围可在本文中表示为自一个端点至另一端点或在两个端点之间。除非另外规定，否则本文中所公开的所有范围包括端点。术语“基本上共面”可指沿同一平面定位的在数微米(μm)内的两个表面，例如，沿着同一平面定位的在10μm内、5μm内、1μm内或0.5μm内。当参考“基本上”相同的数值或特性时，术语可指处于所述值的平均值的±10％、±5％、±1％或±0.5％内的值。

如本文中所使用，术语“近似地”、“基本上”、“基本”和“约”用于描述和解释小的变化。当与事件或情况结合使用时，所述术语可指事件或情况精确地发生的例子以及事件或情况极近似地发生的例子。举例来说，当与数值结合使用时，术语可指小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如，小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％，或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差小于或等于所述值的平均值的±10％(例如，小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％，或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“基本上”或“约”相同。举例来说，“基本上”平行可以指相对于0°的小于或等于±10°的角度变化范围，例如，小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°，或小于或等于±0.05°。举例来说，“基本上”垂直可以指相对于90°的小于或等于±10°的角度变化范围，例如，小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°，或小于或等于±0.05°。

举例来说，如果两个表面之间的位移等于或小于5μm、等于或小于2μm、等于或小于1μm或等于或小于0.5μm，那么两个表面可以被认为是共面的或基本上共面的。如果表面相对于平面在表面上的任何两个点之间的位移等于或小于5μm、等于或小于2μm、等于或小于1μm或等于或小于0.5μm，那么可以认为表面是平面的或基本上平面的。

如本文中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数术语“一(a/an)”和“所述”可包含复数指示物。在一些实施例的描述中，提供于另一组件“上”或“上方”的组件可涵盖前一组件直接在后一组件上(例如，与后一组件物理接触)的情况，以及一或多个中间组件位于前一组件与后一组件之间的情况。

如本文中所使用，为易于描述可在本文中使用空间相对术语例如“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、“下部”、“左侧”、“右侧”等描述如图中所说明的一个组件或特征与另一组件或特征的关系。除图中所描绘的定向之外，空间相对术语意图涵盖在使用或操作中的装置的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的空间相对描述词同样可相应地进行解释。应理解，当一组件被称为“连接到”或“耦合到”另一组件时，其可直接连接或耦合到所述另一组件，或可存在中间组件。

前文概述本公开的若干实施例和细节方面的特征。本公开中描述的实施例可容易地用作用于设计或修改其它过程的基础以及用于执行相同或相似目的和/或获得引入本文中的实施例的相同或相似优点的结构。这些等效构造不脱离本公开的精神和范围并且可在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出不同变化、替代和改变。

Claims (14)

1.一种电弧蒸发装置，其特征在于，包括：

阴极弧蒸发源，其中所述阴极弧蒸发源的表面包括环状凹槽结构，所述环状凹槽结构经配置以限制阴极弧弧斑的移动并容纳靶材液滴；

气体管道，嵌入所述阴极弧蒸发源，所述气体管道的管道出口设置在所述环状凹槽结构中；

第一磁场装置，设置于所述阴极弧蒸发源的第一侧并环绕所述气体管道，经配置以产生第一磁场；

第二磁场装置，设置于所述阴极弧蒸发源的所述第一侧并环绕所述第一磁场装置设置，经配置以产生第二磁场；以及

第三磁场装置，环绕所述阴极弧蒸发源、所述第一磁场装置和所述第二磁场装置设置，经配置以产生第三磁场；

其中所述第一磁场和所述第二磁场的磁场方向相反，所述第一磁场和所述第三磁场的磁场方向相同。

2.如权利要求1所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述气体管道的管道出口开设在所述环状凹槽结构的封闭圆环的内侧壁。

3.如权利要求2所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述气体管道的管道出口在所述环状凹槽结构的封闭圆环的内侧壁形成环形出气槽。

4.如权利要求2所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述气体管道的管道出口在所述环状凹槽结构的封闭圆环的内侧壁形成相对于所述环状凹槽结构的中轴对称分布的多点出气孔。

5.如权利要求2-4任意一项所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述气体管道还包括：

第一气管，连接至外部气体源，所述第一气管贯穿所述第一磁场装置并延伸至所述阴极弧蒸发源内。

6.如权利要求5所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述气体管道还包括：

第二气管，在所述阴极弧蒸发源内延伸，所述第二气管的一端连接至所述第一气管，所述第二气管的另一端连通所述气体管道的管道出口。

7.如权利要求6所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述第二气管在所述阴极弧蒸发源内放射状地连通至所述管道出口。

8.如权利要求1所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述环状凹槽结构包括U型槽。

9.如权利要求8所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述第一磁场装置和所述第二磁场装置靠近所述阴极弧蒸发源的一端共平面。

10.如权利要求9所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述第一磁场装置包括环状永磁铁或排布成环状结构的多个柱状磁铁。

11.如权利要求10所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述第二磁场装置包括环形永磁铁或排布成环状结构的多个柱状磁铁。

12.如权利要求8所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述第三磁场装置的一端与所述阴极弧蒸发源的所述表面共平面。

13.如权利要求12所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述第三磁场装置包括环形线圈。

14.如权利要求12所述的电弧蒸发装置，其特征在于，所述环形线圈经配置以加载直流电源提供的可变电流。

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