การพัฒนาระบบแม่เหล็กสำหรับเครื่องกำเนิดพลาสมาแบบอิเล็กตรอนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบพัฒนาเครื่องกำเนิดพลาสมาแบบอิเล็กตรอนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์ (ECR) เพื่อนำไปใช้เคลือบอนุภาคโลหะลงบนผิวชิ้นงานต่างๆ ซึ่งคุณสมบัติเด่นของเทคนิคอิเล็กตรอนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์ คือมีการไอออไนเซชันสูงและให้ความหนาแน่นพลาสมาสูง เป็นการพัฒนาต่อยอดจากเครื่องกำเนิดแบบไมโครเวฟอิเล็กตรอนที่มีอยู่ โดยออกแบบแม่เหล็กถาวรชนิดนีโอดีเมียมเกรด N35 เพื่อติดตั้งกับกระบอกสุญญากาศส่วนบนซึ่งทำหน้าที่เป็นท่อนำคลื่นทรงกระบอกโหมด TE11 มีความหนาแน่นเส้นแรงแม่เหล็ก 875 เกาส์อยู่ตรงจุดศูนย์กลาง ซึ่งอยู่ภายในขอบเขตที่มีความเข้มสนามไฟฟ้าของคลื่นไมโครเวฟมากที่สุดสำหรับโหมด TE11 ผลการทดสอบเคลือบอนุภาคทองแดงลงบนชิ้นงานอลูมิเนียมเกรด 6061 ใช้กำลังคลื่นไมโครเวฟ 700W นาน 15 นาที ที่ความดัน 5x10-1 Torr ปรับแรงดันไฟฟ้าไบอัสวัสดุเป้าระหว่าง 500 ถึง 1200 โวลต์ พบว่าปริมาณเปอร์เซ็นต์ของทองแดงเพิ่มขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และเมื่อทดลองโดยการใช้แรงดันไฟฟ้าไบอัสอย่างเดียวและใช้คลื่นไมโครเวฟร่วมด้วยเปรียบเทียบกับการใช้อิเล็กตรอนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์ พบว่าการใช้อิเล็กตรอนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์ให้ผลการเคลือบและปริมาณเปอร์เซ็นต์ของทองแดงดีขึ้น