CN107433495A - 降低钨丝短路频率的离子束抛光机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了降低钨丝短路频率的离子束抛光机，包括放电腔、阳极板、格栅板，最外层格栅板上设置安装块，安装块上设置钨丝，格栅板顶面固定连接若干陶瓷球，格栅板底面设置若干第一凹槽，第一凹槽的表面为与所述陶瓷球半径相等的球面；相邻两块格栅板之间，下层格栅板的陶瓷球均放置在上层格栅板的第一凹槽内；安装块的侧面设置一端敞口的第二凹槽，第二凹槽的敞口方向朝向钨丝伸出至安装块外侧的方向，且第二凹槽的孔径从敞口端至内部线性增大。本发明用以解决现有技术中离子束抛光机无法保持长时间正常工作的问题，实现提高离子束抛光机的正常工作时长、降低清理频率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及离子束抛光领域，具体涉及降低钨丝短路频率的离子束抛光机。
背景技术
所谓离子束抛光，就是把惰性气体，如氩、氮等放在密闭空间中，用高频电磁振荡或放电等方法对阴极电流加热，使之电离成为正离子，再用5千至10万伏高电压对这些正离子加速，使它们具有一定的能量。利用电子透镜聚焦，将它们聚焦成一细束,形成高能量密度离子流，在计算机的控制下轰击放在真空室经过精磨的工件表面，从其表面把工件物质一个原子一个原子地溅射掉。用这种方法实现对工件表面进行深度从100埃到10微米左右的精密加工。现有的小型离子束抛光机，大都在放电腔的出口端设置格栅板，格栅板外设置钨丝作为阴极，阳极设置在放电腔内，实现透过格栅板的电离，通过格栅板实现离子束的生成。然而，现有技术中，由于钨丝无法单独设置，都需要在格栅板外设置安装块来固定钨丝，钨丝的一端悬空在安装块外，在工作过程中，由于钨丝温度极高，钨丝会逐渐处于熔融状态，甚至会端部下坠搭靠在格栅板上，同时钨丝电离过程中会产生大量正离子，这些离子会附着在格栅板、安装块表面，时间稍长就会铺满格栅板和安装块表面，形成导体，并与搭靠在格栅板上的钨丝构成一个完整的回路，导致钨丝被短路，无法正常电离出阳离子，导致离子束抛光机无法在较长时间内保持正常工作，需要间隔工作时间进行清理。
发明内容
本发明的目的在于提供降低钨丝短路频率的离子束抛光机，以解决现有技术中离子束抛光机无法保持长时间正常工作的问题，实现提高离子束抛光机的正常工作时长、降低清理频率的目的。
本发明通过下述技术方案实现：
降低钨丝短路频率的离子束抛光机，包括放电腔、位于放电腔内的阳极板、以及设置在放电腔出口端的若干层格栅板，最外层格栅板上设置安装块，所述安装块上设置钨丝，所述钨丝的一端伸出至安装块外侧，所述格栅板顶面固定连接若干陶瓷球，所述格栅板底面设置若干第一凹槽，所述第一凹槽的表面为与所述陶瓷球半径相等的球面、且所述第一凹槽的纵截面呈劣弧状；所述格栅板顶面的陶瓷球、和格栅板底面的第一凹槽一一正对，相邻两块格栅板之间，下层格栅板的陶瓷球均放置在上层格栅板的第一凹槽内；所述安装块的侧面设置一端敞口的第二凹槽，所述第二凹槽的敞口方向朝向钨丝伸出至安装块外侧的方向，且所述第二凹槽的孔径从敞口端至内部线性增大。
针对现有技术中离子束抛光机无法保持长时间正常工作的问题，本发明提出降低钨丝短路频率的离子束抛光机，放电腔内设置阳极板，钨丝作为阴极设置在安装块上，阴极与阳极之间的连接方式不属于本发明的保护范围，任何现有的电连接方式即可。放电腔的出口端设置若干层格栅板，便于离子穿过，安装块设置在最外层的格栅板上。本发明首先由相互匹配的陶瓷球和第一凹槽实现相邻两块格栅板之间的连接，克服了传统技术中由螺栓连接多层板体，导致格栅板整体容易导电，影响钨丝正常电离、导致钨丝容易被短路的问题。陶瓷球与凹槽的数量越多，则板体之间的连接越稳定。同时本发明使用时用户可以根据需要不断重叠更多层的板体，实现格栅板厚度的灵活可调。其次，本发明在安装块的侧面设置向内凹陷的第二凹槽，并且使得第二凹槽的开口方向朝着钨丝伸出方向，因此钨丝电离而成的阳离子附着在格栅板和安装块表面后，由于第二凹槽的存在，阳离子非常不便进入第二凹槽中，使得导通的短路回路在第二凹槽处切断。并且，所述第二凹槽的孔径从敞口端至内部线性增大，即是第二凹槽呈外小内大的结构，使得阳离子难以从敞口端进入第二凹槽内部，且即使进入第二凹槽内部，阳离子的数量也难以将第二凹槽内部铺满，因此就难以在第二凹槽内部形成通路，因此非常不便铺满整个第二凹槽的内表面，进一步确保成片连通的阳离子在第二凹槽处被切断，即使钨丝的自由端下坠搭靠在格栅板表面，也无法在短时间内构成对钨丝的自短路现象，因此极大的提高了离子束抛光机的正常工作时长，极大的降低了清理频率，使得离子束抛光机的使用效率得到了显著提升。
优选的，所述格栅板呈圆形，格栅板上的通孔分布在格栅板中心位置。格栅板上的通孔用于让离子通过，因此将其集中在圆形的格栅板的中心位置，会提高离子束的集中率，提高离子束轰击抛光的效果。
优选的，所述阳极板通过导线电连接至放电腔外部。
优选的，所述放电腔上设置输气口。通过输气口便于连续不断的向放电腔内供入惰性气体，从而配合本发明较长的连续工作时长，进行连续不间断的抛光作业。
优选的，所述第二凹槽的纵截面呈等腰三角形，且所述等腰三角形的顶角位于第二凹槽的敞口端。使得进入第二凹槽中的阳离子，在惯性与重力作用下，也难以附着在第二凹槽内部顶面位置，大都堆积在第二凹槽底部等腰三角形的斜边上，从而进一步提高本发明的抗短路能力。
优选的，所述陶瓷球外表面包覆一层弹性材料。离子束抛光机在使用时直接与被抛光设备相接触，受到被抛光设备的反作用力，容易导致多层的格栅板之间产生微小的相对位移，而本方案中通过在陶瓷球表面包覆弹性材料，由弹性材料的弹性力对微小的相对位移进行自动补偿与复位，以此进一步提高本发明的使用寿命与使用效果。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明降低钨丝短路频率的离子束抛光机，由相互匹配的陶瓷球和第一凹槽实现相邻两块格栅板之间的连接，克服了传统技术中由螺栓连接多层板体，导致格栅板整体容易导电，影响钨丝正常电离、导致钨丝容易被短路的问题。陶瓷球与凹槽的数量越多，则板体之间的连接越稳定。同时本发明使用时用户可以根据需要不断重叠更多层的板体，实现格栅板厚度的灵活可调。
2、本发明降低钨丝短路频率的离子束抛光机，由于第二凹槽的存在，阳离子非常不便进入第二凹槽中，使得导通的短路回路在第二凹槽处被切断。
3、本发明降低钨丝短路频率的离子束抛光机，第二凹槽的孔径从敞口端至内部线性增大，使得阳离子难以从敞口端进入第二凹槽内部，且即使进入第二凹槽内部，阳离子的数量也难以将第二凹槽内部铺满，因此就难以在第二凹槽内部形成通路，因此非常不便铺满整个第二凹槽的内表面，进一步确保成片连通的阳离子在第二凹槽处被切断，即使钨丝的自由端下坠搭靠在格栅板表面，也无法在短时间内构成对钨丝的自短路现象，因此极大的提高了离子束抛光机的正常工作时长，极大的降低了清理频率，使得离子束抛光机的使用效率得到了显著提升。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例的结构示意图；
图2为本发明具体实施例中格栅板的俯视图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-放电腔，2-阳极板，3-格栅板，31-通孔，4-安装块，5-钨丝，6-第二凹槽，7-第一凹槽，8-输气口，9-陶瓷球。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1与图2所示的降低钨丝短路频率的离子束抛光机，包括放电腔1、位于放电腔1内的阳极板2、以及设置在放电腔1出口端的若干层格栅板3，最外层格栅板3上设置安装块4，所述安装块4上设置钨丝5，所述钨丝5的一端伸出至安装块4外侧，所述格栅板3顶面固定连接若干陶瓷球9，所述格栅板3底面设置若干第一凹槽7，所述第一凹槽7的表面为与所述陶瓷球9半径相等的球面、且所述第一凹槽7的纵截面呈劣弧状；所述格栅板3顶面的陶瓷球9、和格栅板3底面的第一凹槽7一一正对，相邻两块格栅板3之间，下层格栅板3的陶瓷球9均放置在上层格栅板3的第一凹槽7内；所述安装块4的侧面设置一端敞口的第二凹槽6，所述第二凹槽6的敞口方向朝向钨丝5伸出至安装块4外侧的方向，且所述第二凹槽6的孔径从敞口端至内部线性增大。所述格栅板3呈圆形，格栅板3上的通孔31分布在格栅板3中心位置。所述阳极板2通过导线电连接至放电腔1外部。所述放电腔1上设置输气口8。所述第二凹槽6的纵截面呈等腰三角形，且所述等腰三角形的顶角位于第二凹槽6的敞口端。所述陶瓷球9外表面包覆一层橡胶。本实施例由相互匹配的陶瓷球9和第一凹槽7实现相邻两块格栅板3之间的连接，克服了传统技术中由螺栓连接多层板体，导致格栅板3整体容易导电，影响钨丝5正常电离、导致钨丝5容易被短路的问题。陶瓷球9与凹槽的数量越多，则板体之间的连接越稳定。同时本发明使用时用户可以根据需要不断重叠更多层的板体，实现格栅板3厚度的灵活可调。由于第二凹槽6的存在，阳离子非常不便进入第二凹槽6中，使得导通的短路回路在第二凹槽6处被切断。并且，第二凹槽6的孔径从敞口端至内部线性增大，使得阳离子难以从敞口端进入第二凹槽6内部，且即使进入第二凹槽6内部，阳离子的数量也难以将第二凹槽6内部铺满，因此就难以在第二凹槽6内部形成通路，因此非常不便铺满整个第二凹槽6的内表面，进一步确保成片连通的阳离子在第二凹槽6处被切断，即使钨丝5的自由端下坠搭靠在格栅板3表面，也无法在短时间内构成对钨丝5的自短路现象，因此极大的提高了离子束抛光机的正常工作时长，极大的降低了清理频率，使得离子束抛光机的使用效率得到了显著提升。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.降低钨丝短路频率的离子束抛光机，包括放电腔(1)、位于放电腔(1)内的阳极板(2)、以及设置在放电腔(1)出口端的若干层格栅板(3)，最外层格栅板(3)上设置安装块(4)，所述安装块(4)上设置钨丝(5)，所述钨丝(5)的一端伸出至安装块(4)外侧，其特征在于，所述格栅板(3)顶面固定连接若干陶瓷球(9)，所述格栅板(3)底面设置若干第一凹槽(7)，所述第一凹槽(7)的表面为与所述陶瓷球(9)半径相等的球面、且所述第一凹槽(7)的纵截面呈劣弧状；所述格栅板(3)顶面的陶瓷球(9)、和格栅板(3)底面的第一凹槽(7)一一正对，相邻两块格栅板(3)之间，下层格栅板(3)的陶瓷球(9)均放置在上层格栅板(3)的第一凹槽(7)内；所述安装块(4)的侧面设置一端敞口的第二凹槽(6)，所述第二凹槽(6)的敞口方向朝向钨丝(5)伸出至安装块(4)外侧的方向，且所述第二凹槽(6)的孔径从敞口端至内部线性增大。
2.根据权利要求1所述的降低钨丝短路频率的离子束抛光机，其特征在于，所述格栅板(3)呈圆形，格栅板(3)上的通孔(31)分布在格栅板(3)中心位置。
3.根据权利要求1所述的降低钨丝短路频率的离子束抛光机，其特征在于，所述阳极板(2)通过导线电连接至放电腔(1)外部。
4.根据权利要求1所述的降低钨丝短路频率的离子束抛光机，其特征在于，所述放电腔(1)上设置输气口(8)。
5.据权利要求1所述的降低钨丝短路频率的离子束抛光机，其特征在于，所述第二凹槽(6)的纵截面呈等腰三角形，且所述等腰三角形的顶角位于第二凹槽(6)的敞口端。
6.据权权利要求1所述的降低钨丝短路频率的离子束抛光机，其特征在于，所述陶瓷球(9)外表面包覆一层弹性材料。
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