專利名稱:用于離子鍍膜的冷u陰極裝置的制作方法
本發(fā)明是屬于一種陰極噴鍍裝置。
離子鍍膜技術(shù)是近十幾年在真空技術(shù)中一種新的表面物理氣相沉積技術(shù)。它利用離子所具有的很大動能，轟擊被鍍工件表面而成膜，所以能使鍍層和工件結(jié)合牢固，可以制成多種具有優(yōu)異性能的表面膜。
已有的中空陰極離子鍍膜技術(shù)存在的問題，多是陰極采用昂貴的鉭管(約3800元/公斤)，在工作過程中加熱到約3000°K，使用壽命較短，遇到微量氧化氣氛就被燒壞，對維護和使用離子鍍膜技術(shù)帶來困難。
已改正的冷電弧陰極離子鍍膜技術(shù)，屬于冷U陰極離子鍍膜技術(shù)，它雖比上述中空陰極技術(shù)有很大改進，但仍存在進氣方式欠佳、陰極內(nèi)襯和自加熱襯套不好、工作電流小、電弧不能偏轉(zhuǎn)，使用較高的啟動電壓等缺點。
經(jīng)查閱北京圖書館、中科院圖書館、國家情報所等單位有關(guān)資料，除本發(fā)明人發(fā)表過的與原有的冷電弧陰極離子鍍膜技術(shù)有關(guān)文章外，未見其他報道。
通過國際聯(lián)機檢索服務(wù)部向歐洲空間檢索中心檢索，可以證明在相應(yīng)的文檔中，無發(fā)現(xiàn)有關(guān)冷電弧陰極離子鍍膜技術(shù)的報道。
離子鍍膜技術(shù)，主要依靠能夠產(chǎn)生離化金屬蒸汽的蒸發(fā)離化源。本發(fā)明的冷U陰極是一個對已有冷電弧陰極裝置作了重要發(fā)展，可以更有效產(chǎn)生離化金屬蒸汽的蒸發(fā)離化源。
本發(fā)明根據(jù)冷陰極電弧放電，能夠提供低電壓、大電流、電弧等離子體束的原理，發(fā)展了水冷杯形空腔電弧冷U陰極作為離子鍍膜技術(shù)的蒸發(fā)離化源。
圖1表示冷U陰極原理圖1、-外殼2、-絕緣密封支撐體3、-陰極體4、-陰極內(nèi)襯5、-屏6、-反射襯套A、-連接法蘭及密封絕緣冷U陰極的主體是杯形的水冷陰極體3，該腔內(nèi)鋃入陰極內(nèi)襯4，內(nèi)襯出口端封以屏5，使構(gòu)成瓶膽形放電腔，徑支撐體2，在放電腔出口內(nèi)，置入自反射襯套6，陰極體經(jīng)絕緣體2，實現(xiàn)真空絕緣，并罩以外殼1。
整個U陰極通過法藍絕緣密封裝入離子鍍膜的真空室，通過適當?shù)牡撞窟M氣向陰極腔內(nèi)注入氬，并經(jīng)反射襯套6的阻尼作用，維持住產(chǎn)生電弧的氣壓，施以啟動電壓，即可引燃工作電弧。電弧的陰極斑在陰極內(nèi)襯表面高速徘徊并穿過反射襯套內(nèi)孔穿出陰極腔，再在適當偏置磁場的作用下，到達離子鍍膜裝置的陽極坩堝，使坩堝內(nèi)金屬變成離子化的金屬蒸汽，處于懸浮電位的反射襯套6，靠電弧自加熱到一定的高溫，將陰極斑消耗的陰極內(nèi)襯材料以蒸汽的形式反射回陰極腔，使內(nèi)襯形成自恢復(fù)能力，并且將自加熱功率有效耗散，以保證其本身不受燒損。
本發(fā)明的冷U陰極具有不用昂貴鉭管，不用襯耐高溫金屬鉬、結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、使用壽命長，電弧可隨意偏轉(zhuǎn)等特點。
該冷U陰極裝置提供了一個更有效產(chǎn)生離化金屬蒸汽的蒸發(fā)離化源，與已有中空陰極和冷電弧陰極相比能提高生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和重復(fù)性，提高產(chǎn)品合格率，降低產(chǎn)品成本提高產(chǎn)品質(zhì)量，是離子鍍膜技術(shù)的新發(fā)展。
權(quán)利要求
1.一種冷U陰極裝置，其特征在于，采用底部進氣，附有陰極內(nèi)襯，裝有反射襯套的冷空腔陰極，并具有長壽命、低氣壓、大電流，可偏轉(zhuǎn)的電弧放電，致使坩堝陽極中的材料蒸發(fā)和離化，從而，可在負偏壓作用下，在被鍍工件表面上，形成多種具有優(yōu)異特性的表面膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的裝置，其特征在于陰極腔的底部具有特殊的進氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的裝置，其特征在于，陰極腔出口，裝有耐高溫的自加熱襯套。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的裝置，其特征在于，裝有可調(diào)節(jié)的偏轉(zhuǎn)磁場，使電弧偏轉(zhuǎn)角度從零度到270度。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的裝置，其特征在于，啟弧電壓600-1500伏，電流5-25安，真空度5×10-1-1×10-3托;燃弧電壓40-60伏，電流50-500安，鍍膜室真空度1×10-2-5×10-4托。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的裝置，其特征在于，采用變壁厚的無氧銅陰極內(nèi)襯。
專利摘要
一種用于離子鍍膜技術(shù)的冷U陰極裝置，屬于離子鍍膜技術(shù)領(lǐng)域：
。傳統(tǒng)的冷電弧陰極鍍膜裝置存在進氣方式欠佳，陰極內(nèi)襯和自加熱襯套不好，電弧不能偏轉(zhuǎn)等缺點。本發(fā)明的冷U陰極鍍膜裝置進氣方式好，發(fā)射電流大，電弧可偏轉(zhuǎn)、陰極內(nèi)襯和自加熱襯套性能好，可以鍍金屬件或塑料制品，鍍膜質(zhì)量高、色澤鮮艷、價格便宜。
文檔編號C23C14/28GK85103651SQ85103651
公開日1987年4月15日 申請日期1985年5月22日
發(fā)明者王殿儒, 田大準 申請人:中華鈦金研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan