Carbon coatings on the first wall and the shielding of the first wall by graphite tiles effectively improve plasma parameters by reducing radiation losses in the plasma. In this experiment, a fast in-situ coating method of low atomic number materials by a compact vacuum-arc deposition gun was developed. This method is useful for in-situ carbon coating on the first wall as well as for in-situ regeneration of coatings on graphite tiles damaged through plasma wall interactions or by high heat loads from the plasma.Thick carbon and carbon-carbon coatings of up to the thickness of 310 μim were made on molybdenum or tungsten by this deposition gun. The deposition rate of carbon coatings depended on the ambient gas. In an argon environment, the deposition rate ws 3 μg/min and in a hydrogen environment, it was 1 μg/min; the distance between the evaporator and the substrate was 40 mm. X-ray diffraction analysis indicates that the degree of disorder jn the crystal structure of the coating films deposited in argon is larger than that deposited in hydrogen. Many diffraction peaks associated with Mo2C, WC and W2C were observed in the X-ray diffraction. These peaks show that the interdiffusion between the deposited film and the substrate increased the adhesive strength of the deposited film to the substrate.
第一壁の炭素コーティングおよび黒鉛タイルによる第一壁の遮蔽は、プラズマ中の放射損失を低減することにより、プラズマパラメータを効果的に改善する。本実験では、コンパクトな真空アーク堆積ガンを用いた低原子番号材料の高速その場コーティング法を開発した。この方法は、第一壁へのその場炭素コーティングだけでなく、プラズマ・壁相互作用または高熱負荷によって損傷した黒鉛タイル上のコーティングのその場再生にも有用である。この堆積ガンを用いて、モリブデンまたはタングステン上に、最大厚さ310 μmの厚い炭素および炭素系コーティングを作製した。炭素コーティングの堆積速度は周囲ガスに依存した。アルゴン雰囲気中では堆積速度は3 μg/minであり、水素雰囲気中では1 μg/minであった。蒸発源と基板間の距離は40 mmであった。X線回折分析により、アルゴン中で堆積したコーティング膜の結晶構造の乱れの程度は、水素中で堆積したものよりも大きいことが示された。X線回折では、Mo₂C、WC、W₂Cに関連する多数の回折ピークが観察された。これらのピークは、堆積膜と基板間の相互拡散が、堆積膜の基板への密着強度を増加させたことを示している。