CN112795874B - 一种沿面击穿触发式引弧结构 - Google Patents

一种沿面击穿触发式引弧结构 Download PDF

Info

Publication number
CN112795874B
CN112795874B CN202011468247.8A CN202011468247A CN112795874B CN 112795874 B CN112795874 B CN 112795874B CN 202011468247 A CN202011468247 A CN 202011468247A CN 112795874 B CN112795874 B CN 112795874B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arc striking
flange sleeve
arc
trigger
cathode target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011468247.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112795874A (zh
Inventor
肖更竭
蒋钊
周晖
赵栋才
杨拉毛草
魏广
骆水莲
张延帅
贵宾华
马占吉
张腾飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Original Assignee
Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology filed Critical Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Priority to CN202011468247.8A priority Critical patent/CN112795874B/zh
Publication of CN112795874A publication Critical patent/CN112795874A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112795874B publication Critical patent/CN112795874B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325—Electric arc evaporation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

本发明公开一种沿面击穿触发式引弧结构，包括阴极靶、屏蔽盘、触发极陶瓷、导电片、引弧电极触头、内法兰套、外法兰套、密封圈、接线柱及触发式脉冲电源；阴极靶旁边的真空腔室壁上开一个法兰口，接线柱穿过内外法兰套和密封圈，形成端面压紧密封结构，接线柱细端连接引弧电极触头，接线柱粗端和屏蔽盘固定端通过一个导电片搭桥连接，触发极陶瓷表面涂覆石墨涂层，三个触发极陶瓷均布通过定位销安装在屏蔽盘上，触发极陶瓷一端台阶面要搭载在阴极靶外沿上有效接触，触发式脉冲电源的正极与引弧电极触头连接，负极与阴极电杆连接；本发明引弧结构简单，便于实现和产品小型化，经济成本低，同时提高触发放电的可靠性和引弧稳定性。

Description

一种沿面击穿触发式引弧结构
技术领域
本发明属于多弧离子镀膜技术领域，具体涉及一种沿面击穿触发式引弧结构。
背景技术
真空阴极电弧离子源是多弧离子镀膜设备的核心部件，由于真空阴极电弧离子源的弧光放电需要经历引弧过程，引弧技术成为引起电弧放电的一项关键技术，通常采用引弧针瞬间接触阴极靶等机械手段进行电弧的触发，但是引弧针的位置、行程和烧蚀问题会造成引弧失效及镀膜污染。
沿面击穿放电是两相体放电中重要的放电形式，在较低电压条件下，可沿着绝缘介质表面发生击穿放电，瞬间产生一定量的初始等离子体，进而在阴极靶材表面形成持续稳定的电弧放电。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种沿面击穿触发式引弧结构，具有更高的集成性和可靠性。
实现本发明的技术方案如下：
一种沿面击穿触发式引弧结构，包括阴极靶、屏蔽盘、触发极陶瓷、导电片、引弧电极触头、内法兰套、外法兰套、密封圈、接线柱及触发式脉冲电源；所述阴极靶旁边的真空腔室壁上开一个法兰口，用于安装接线柱；在法兰内外接口上分别紧密配合安装内、外法兰套，所述内法兰套和外法兰套中间放置纵截面为矩形的密封圈；所述接线柱为一端细一端粗的铜柱，两端口各自配有外螺纹，细端外径尺寸可刚好穿过内、外法兰套和密封圈连接引弧电极触头；通过螺纹紧固可压紧中间的密封圈，实现真空密封；所述接线柱粗端和所述屏蔽盘固定端通过一个导电片搭桥连接，所述触发极陶瓷表面涂覆石墨涂层，三个触发极陶瓷沿圆周均布通过定位销安装在屏蔽盘上，其一端台阶面要搭载在阴极靶边沿上且有效接触；石墨涂层通过屏蔽盘和导电片与引弧电极触头连通，利用屏蔽盘会自然形成三个触发引弧的导电通路；
所述触发式脉冲电源的正极与引弧电极触头连接，负极与阴极电杆连接；触发式脉冲电源采用电容瞬时放电形式提供脉冲电压，当电容放电电流经过附着在触发极陶瓷表面的石墨涂层，电流产生的焦耳热使涂层材料瞬时蒸发，于是在陶瓷表面就形成了沿面击穿放电，产生的等离子体在阴极靶与真空室壁之间形成电流通路，通过主回路进入自持弧光放电阶段，引弧成功。
进一步地，内法兰套和外法兰套均选用聚四氟乙烯材料。
进一步地，密封圈选用耐温氟橡胶。
进一步地，石墨涂层的厚度为100nm～200nm。
进一步地，石墨涂层的测量电阻值为10Ω～100Ω。
有益效果：
本发明引弧结构简单，安全耐用，便于实现和产品小型化，经济成本低，同时提高触发放电的可靠性和引弧稳定性，可广泛与真空阴极电弧离子源配合使用。
附图说明
图1是本发明实施例中沿面击穿触发式引弧结构侧视示意图。
图2是本发明实施例中沿面击穿触发式引弧结构俯视示意图。
图3是本发明实施例中触发极陶瓷结构示意图。
其中，1-阴极靶，2-触发极陶瓷，3-屏蔽盘，4-导电片，5-接线柱，6-内法兰套，7-外法兰套，8-密封圈，9-引弧电极触头，10-阴极电杆，11-触发式脉冲电源，12-真空室腔体，13-靶座，14-石墨涂层。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如图1和图2所示，本发明提供的实施例中沿面击穿触发式引弧结构示意图，包括：阴极靶1、触发极陶瓷2、屏蔽盘3、导电片4、接线柱5、内法兰套6、外法兰套7、密封圈8、引弧电极触头9及触发式脉冲电源11。其中，阴极靶1旁边的真空室腔体12上开一个法兰口，用于安装接线柱5。在法兰内外接口上分别紧密配合安装绝缘内法兰套6和外法兰套7，内法兰套6和外法兰套7选用聚四氟乙烯材料，两者中间放置密封圈8，密封圈8选用耐温氟橡胶，纵截面为矩形。接线柱8为一端细一端粗的铜柱，两端各自配有外螺纹，细端外径尺寸可穿过内法兰套6、外法兰套7和密封圈8连接引弧电极触头9。通过螺纹紧固可压紧中间的矩形密封圈，实现真空密封。接线柱8粗端和屏蔽盘3固定端通过一个导电片4搭桥连接。本实施例触发极陶瓷2表面涂覆有石墨涂层14，如图3所示，石墨涂层14的厚度一般为100nm～200nm，测量电阻值为10Ω～100Ω。三个触发极陶瓷2沿圆周均布通过定位销安装在屏蔽盘3上，触发极陶瓷2一端的台阶面要搭载在阴极靶1边沿上需良好接触，这样石墨涂层14通过屏蔽盘3和导电片4与引弧电极触头9连通，如图2所示，利用屏蔽盘3会自然形成三个触发引弧的导电通路。触发式脉冲电源11的正极与引弧电极触头9连接，触发式脉冲电源11的负极与阴极电杆10连接。
应用本实施例，触发式脉冲电源11采用电容瞬时放电形式提供脉冲电压，当电容放电电流经过附着在触发极陶瓷2表面的石墨涂层，电流产生的焦耳热使涂层材料瞬时蒸发，于是在触发极陶瓷2表面就形成了沿面击穿放电，产生的等离子体在阴极靶1与真空室腔体12之间形成电流通路，通过主回路进入自持弧光放电阶段，引弧成功。为了增加引弧效率，同步设置了三路引弧触点，三路触点同时引燃放电，大大提高了沿面击穿触发式引弧的可靠性。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种沿面击穿触发式引弧结构，其特征在于，包括阴极靶、屏蔽盘、触发极陶瓷、导电片、引弧电极触头、内法兰套、外法兰套、密封圈、接线柱及触发式脉冲电源；所述阴极靶旁边的真空腔室壁上开一个法兰口，用于安装接线柱；在法兰内外接口上分别紧密配合安装内、外法兰套，所述内法兰套和外法兰套中间放置纵截面为矩形的密封圈；所述接线柱为一端细一端粗的铜柱，两端口各自配有外螺纹，细端外径尺寸可刚好穿过内、外法兰套和密封圈连接引弧电极触头；通过螺纹紧固可压紧中间的密封圈，实现真空密封；所述接线柱粗端和所述屏蔽盘固定端通过一个导电片搭桥连接，所述触发极陶瓷表面涂覆石墨涂层，三个触发极陶瓷沿圆周均布通过定位销安装在屏蔽盘上，其一端台阶面要搭载在阴极靶边沿上且有效接触；石墨涂层通过屏蔽盘和导电片与引弧电极触头连通，利用屏蔽盘会自然形成三个触发引弧的导电通路；
所述触发式脉冲电源的正极与引弧电极触头连接，负极与阴极电杆连接；触发式脉冲电源采用电容瞬时放电形式提供脉冲电压，当电容放电电流经过附着在触发极陶瓷表面的石墨涂层，电流产生的焦耳热使涂层材料瞬时蒸发，于是在陶瓷表面就形成了沿面击穿放电，产生的等离子体在阴极靶与真空室壁之间形成电流通路，通过主回路进入自持弧光放电阶段，引弧成功。
2.如权利要求1所述的一种沿面击穿触发式引弧结构，其特征在于，内法兰套和外法兰套均选用聚四氟乙烯材料。
3.如权利要求1所述的一种沿面击穿触发式引弧结构，其特征在于，密封圈选用耐温氟橡胶。
4.如权利要求1所述的一种沿面击穿触发式引弧结构，其特征在于，石墨涂层的厚度为100nm～200nm。
5.如权利要求1所述的一种沿面击穿触发式引弧结构，其特征在于，石墨涂层的测量电阻值为10Ω～100Ω。
CN202011468247.8A 2020-12-14 2020-12-14 一种沿面击穿触发式引弧结构 Active CN112795874B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011468247.8A CN112795874B (zh) 2020-12-14 2020-12-14 一种沿面击穿触发式引弧结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011468247.8A CN112795874B (zh) 2020-12-14 2020-12-14 一种沿面击穿触发式引弧结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112795874A CN112795874A (zh) 2021-05-14
CN112795874B true CN112795874B (zh) 2022-07-26

Family

ID=75806713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011468247.8A Active CN112795874B (zh) 2020-12-14 2020-12-14 一种沿面击穿触发式引弧结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112795874B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0211413A3 (en) * 1985-08-09 1989-03-15 The Perkin-Elmer Corporation Arc ignition device
US6936145B2 (en) * 2002-02-28 2005-08-30 Ionedge Corporation Coating method and apparatus
KR20090025761A (ko) * 2007-09-07 2009-03-11 주식회사 티.엠.테크 아크 유도판
CN202181346U (zh) * 2011-08-05 2012-04-04 东莞市汇成真空科技有限公司 一种阴极电弧蒸发源非接触式直流高压电引弧装置
US9761424B1 (en) * 2011-09-07 2017-09-12 Nano-Product Engineering, LLC Filtered cathodic arc method, apparatus and applications thereof
CN108165935B (zh) * 2017-12-21 2019-10-18 陕西理工大学 非接触式自动引弧系统及引弧方法
CN111146967B (zh) * 2019-12-25 2023-08-15 兰州空间技术物理研究所 一种高可靠沿面击穿放电触发式脉冲引弧电源

Also Published As

Publication number Publication date
CN112795874A (zh) 2021-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007275029B2 (en) High power discharge fuel ignitor
CN100370565C (zh) 真空环境下可控三电极高能脉冲放电开关
KR101446725B1 (ko) 복합 스파크 플러그
WO2011130929A1 (zh) 激光触发真空开关
CN103296579B (zh) 一种沿面击穿型真空开关的触发电极
CN109038222B (zh) 真空环境下具有插拔功能的主动型过电压保护间隙
CN109038221B (zh) 气体环境下具有插拔功能的主动型过电压保护间隙
CN209323002U (zh) 一种弹片式电弧离子镀引弧装置
CN112795874B (zh) 一种沿面击穿触发式引弧结构
CN111681905A (zh) 一种“齿轮形”触发电极结构的沿面闪络真空触发开关
CN102946054A (zh) 平面固体高压开关
EP0211413A3 (en) Arc ignition device
EP2424052A2 (en) Method for igniting air-fuel mixture that fills combustion space provided in combustion vessel of internal combustion engine
US2815463A (en) Electrical apparatus
CN110429925A (zh) 一种全固态触发隔离电阻
US3858076A (en) Vacuum-type circuit interrupter with interleaving spiral electrodes
Puchkaryov et al. A study of the cathode-spot operation on tungsten point cathodes in the range of threshold arc currents
CN108194295A (zh) 一种能降低真空电弧推力器起弧能量的无触发式电极
CN206849805U (zh) 一种防短路失效的气体放电管
CN209786423U (zh) 用于高压大电流脉冲源的充气开关
CN113410110B (zh) 一种半导体真空二极管
CN108832485A (zh) 一种低触发阈值的多间隙串联直流气体开关
CN109326485B (zh) 灭弧室触头结构及确定合成试验回路暂态电压波形的方法
CN2279695Y (zh) 电枢式组合开关
CN201263041Y (zh) 贴片式开关放电器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant