Imán en sputtering se calienta mucho

[Alberto]

Buenas. Siguiendo los consejos de Heli, he ampliado la fuente de alto voltaje y ahora tengo muchas más libertad. He vuelto a probar a hacer sputtering. Por ahora sin ningún gas, solo aire y usando plata.

El arco es óptimo a unos 100 microbares. A menos presión se extingue o se vuelve inestable. Es estable 380 voltios, con una resistencia de 200 ohm en serie circula una corriente de unos 60mA. La cuestión es que tras 5 minutos el imán se calienta y mucho. Por encima de 200 grados minimo. Y claro me da a mi qque eso no es muy normal ¿Alguna idea?

Gracias.

Saludos

[E.MC]

hola.
nunca hice esto, pero por lo leido se calienta, igualmente no sera que esta pasando la tension por el iman y lo recalienta?.
podrias hacerle un soporte en cobre hueco con circulacion de agua por dentro y claro...con todas las precauciones del caso ya que quedaria con polaridad.
saludos.

[pfdc]

No se calienta el imán, se calienta "el Target" o sea la plata y trasmite el calor al imán. Es normal, ha habido casos en que yo he llegado a fundir target de aluminio. El emplear imanes de alnico en vez de neodimio es precisamente porque el imán debe soportar temperaturas moderadamente altas, ya que el neodimio no las soporta. Con las corrientes que empleas y el tiempo es normal que tengas esos incrementos de temperatura ya que tal como tienes el sistema el conjunto esta bastante aislado térmicamente del exterior y no puede evacuar el calor que se produce ya que está prácticamente en vacío.
Lo que no dices es si consigues depósitos de plata suficientemente gruesos. Con esos parámetros y plata los deberías conseguir.
Te propongo un ejercicio, unos cálculos que interesantes:
Calcula cuanta potencia se disipa en el magnetrón ( incluyendo el target). Para ello pesa el conjunto. Calcula la capacidad calorífica. Mide la temperatura y sabiendo el tiempo, calcula la potencia que se disipa en el magnetrón. Compárala con la potencia que suministras al sistema.
Si lo que pretendes hacer exige mucho tiempo de funcionamiento tendrás que rediseñar el sistema para evacuar el calor, yo te recomiendo que lo hagas por conducción, yo te aconsejaré como. Si no, déjalo como está. Lo que no me cuadra es que tengas que trabajar a presiones tan altas, yo trabajo mas o menos a 20 microbares. Te recomiendo que la resistencia en serie sea bastante mas alta aunque tenga que disipar mas potencia. La descarga en gases tiene una tensión de encendido alta pero luego se comportan como un Zener.
salud!!

PD: acabo e ver tu esputering. la forma mas sencilla de evacuar el calor del imán es que ajustes la longitud del tonillo para que el imán ha contacto en la tapa de arriba. Para evitar el contacto eléctrico mete en medio una arandela del tamaño de imán, o mayor, de plástico conductor de la que se emplean para aislar los transistores. Esto hará que el calor del imán se disipe por la tapa.

[Alberto]

Gracias por vuestras respuestas.

Si, a ver, la capa de plata es suficiente. Pero claro son imanes caretes y tampoco quiero cargármelo, aunque rebuscando he encontrado que su punto de Curié es de unos 800 grados, aunque no se deben superar 550. Es decir, entiendo que si me quedo por debajo de 550 ¿No me cargo el imán?

Ok haré los cambios que me propones. pero antes voy a hacer los cálculos que me planteas que me da curiosidad. Igualmente apuntaré con más detalles los parámetros de inicio del arco y probaré con una resistencia mayor.

[Alberto]

Buenas.

Aún no pude hacer los cálculos, pero una cosa que me viene a la mente es hacer un nuevo soporte para el imán. Sería un vástago de aluminio que abrazaría al imán. Absorbería más calor del mismo y lo disiparía al exterior.

Y ya puestos a hacer cambios ¿Influye la distancia del magnetrón al objeto al que se aplica el sputtering? Quiero decir, si está más cerca ¿aumenta la velocidad de deposición?

Gracias

Saludos

[pfdc]

La distancia importa, pero como la superficie en que se hace el sputering es grande no depende linealmente.
Cuanto tiempo haces el sputering?. Yo normalmente lo hago durante 5-10 minutos y no tengo problemas de calentamiento.
Salud!!

[Alberto]

Igual, 5 o 10 minutos

[pfdc]

hay que medir!!!! a cuanto se calienta??? en física no existe el mucho!!

[Alberto]

basándome en el efecto leidenfrost, vamos que como lo toque con el dedo húmedo hierve el agua que da gusto, mínimo 200 grados. Volveré a probarlo, Tras usarlo durante 5 minutos y tomando nota de voltaje y corriente, nada más apagarlo lo sacaré y pondré un termopar. ¿Así debería valer la medición no?

[E.MC]

hola.
ni idea el por que se calienta, pero si el como enfriarlo, arma algo por donde circule agua desde el exterior y listo, se va a enfriar sin problemas, hace un circuito perforando y haciendo canales por dentro del porta iman.
saludos.