CN1632905A - 真空阴极弧直管过滤器 - Google Patents

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真空阴极弧直管过滤器，它涉及的是金属等离子体引入材料表面的装置，具体是一种真空阴极弧直管过滤器。它包含真空阴极弧源头(1)、真空室壁(6)，它还包含金属壳体(2)、第一过滤线圈(3)、第二过滤线圈(4)、金属过滤墙(5)；(5)是开有通孔(5－4)的圆形金属体，(5)左侧的端面(5－1)上设有圆形凸台(5－2)；(1－1)镶嵌在孔(2－1)中，(3)、(4)并列套接在(2)的外壁上，(5)左侧的端面(5－1)连接在(2)的右侧端口(2－2)上，(5)右侧的端面(5－3)连接(6)的入口端(6－1)上，(1)发射等离子体的轴心线、(3)的磁感应轴线、(4)的磁感应轴线与(5－4)的轴心线相重合。本发明能高效滤除等离子体中的金属颗粒，所获等离子体的纯净度高，并具有结构简单、易维护、制造成本低等优点。

Description

真空阴极弧直管过滤器
技术领域：本发明涉及的是将金属等离子体引入材料表面的装置，具体是一种真空阴极弧直管过滤器。
背景技术：金属等离子体在材料表面改性应用中一直受到人们的重视。通过引入基体中没有的金属粒子可以形成结构、性能完全不同的功能膜来提高金属材料表面的抗摩擦、磨损、耐氧化、抗腐蚀以及改变材料表面的电、磁、光、热等性能。真空阴极弧是产生金属等离子体的一种有效手段，如电子多弧离子镀、金属离子注入等等。但由于真空阴极弧特殊的工作方式，使得金属小颗粒的产生不可避免，这样使得制备的膜层不够致密、膜基结合力不好，从而降低了改性的效果。为了去除金属颗粒的影响，人们常采用磁过滤的方式，如采用45°或90°弯管，通过磁场导向将等离子体沿管道导出，金属颗粒则由于不受磁场控制而被管壁屏蔽掉。而这种过滤方法会使许多等离子体在传输过程中损失掉，导致其效率低等问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种真空阴极弧直管过滤器，它能高效滤除等离子体中的金属颗粒。它包含真空阴极弧源头1、真空室壁6，它还包含金属壳体2、第一过滤线圈3、第二过滤线圈4、金属过滤墙5；金属过滤墙5是开有通孔5-4的圆形金属体，金属过滤墙5左侧的端面5-1上设有圆形凸台5-2，通孔5-4的轴心线、圆形凸台5-2的轴心线与端面5-1的轴心线相重合；真空阴极弧源头1的绝缘部分1-1镶嵌在金属壳体2左侧端盖上的孔2-1中，第一过滤线圈3、第二过滤线圈4并列套接在金属壳体2的外壁上，金属过滤墙5左侧的端面5-1连接在金属壳体2的右侧端口2-2上，金属过滤墙5右侧的端面5-3连接真空室壁6的入口端6-1上，真空阴极弧源头1发射等离子体的轴心线、第一过滤线圈3的磁感应轴线、第二过滤线圈4的磁感应轴线与金属过滤墙5中的通孔5-4的轴心线相重合；金属壳体2是非导磁金属体。工作原理：真空阴极弧源头1发射金属等离子体进入金属壳体2中，第一过滤线圈3将发散的等离子体进行约束，此时因金属颗粒不受磁场控制而继续向外散射，第二过滤线圈4将等离子体进一步约束、压缩，使得等离子体束中心直径与金属过滤墙5中的通孔5-4的孔径相当，于是等离子体束通过金属过滤墙5进入到真空室内；在真空室内由于无磁场约束，等离子体均匀发散，获得所需的金属等离子体。本发明能高效滤除等离子体中的金属颗粒，所获等离子体的纯净度高，并具有结构简单、易维护、制造成本低等优点。
附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1中金属过滤墙5的左视图，图3是具体实施方式三的结构示意图，图4是图3中第一绝缘片7的左视图，图5是图3中第二绝缘片7-1的左视图，图6是具体实施方式四的结构示意图。
具体实施方式：
具体实施方式一：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式由真空阴极弧源头1、真空室壁6、金属壳体2、第一过滤线圈3、第二过滤线圈4、金属过滤墙5组成；金属过滤墙5是开有通孔5-4的圆形金属体，金属过滤墙5左侧的端面5-1上设有圆形凸台5-2，通孔5-4的轴心线、圆形凸台5-2的轴心线与端面5-1的轴心线相重合；真空阴极弧源头1的绝缘部分1-1镶嵌在金属壳体2左侧端盖上的孔2-1中，第一过滤线圈3、第二过滤线圈4并列套接在金属壳体2的外壁上，金属过滤墙5左侧的端面5-1连接在金属壳体2的右侧端口2-2上，金属过滤墙5右侧的端面5-3连接真空室壁6的入口端6-1上，真空阴极弧源头1发射等离子体的轴心线、第一过滤线圈3的磁感应轴线、第二过滤线圈4的磁感应轴线与金属过滤墙5中的通孔5-4的轴心线相重合；金属壳体2是非导磁金属体。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式根据具体实施方式一，在金属过滤墙5内部增加有空腔8；冷却水从空腔8一端的进水口8-1流进，冷却水通过空腔8后从空腔8另一端的出水口8-2流出。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。本实施方式能对金属过滤墙5进行冷却，使金属过滤墙5工作在允许的工作温度内。
具体实施方式三：结合图3、图4、图5说明本实施方式，本实施方式在具体实施方式一的基础上增加有第一绝缘片7、第二绝缘片7-1；第一绝缘片7设置在金属过滤墙5左侧的端面5-1和金属壳体2的右侧端口2-2之间，第二绝缘片7-1设置在金属过滤墙5右侧的端面5-3和真空室壁6的入口端6-1之间，金属过滤墙5接地。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。本实施方式能增加等离子体输出的效率。
具体实施方式四：结合图6说明本实施方式，本实施方式在具体实施方式三的基础上增加有直流电源Ec，金属过滤墙5连接直流电源Ec的正端，直流电源Ec的负端接地，金属壳体2接地，直流电源Ec的直流电压值是10V～100V。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。本实施方式能稳定真空阴极弧源头1的工作状态。

Claims (5)

1.真空阴极弧直管过滤器，它包含真空阴极弧源头(1)、真空室壁(6)，其特征在于它还包含金属壳体(2)、第一过滤线圈(3)、第二过滤线圈(4)、金属过滤墙(5)；金属过滤墙(5)是开有通孔(5-4)的圆形金属体，金属过滤墙(5)左侧的端面(5-1)上设有圆形凸台(5-2)，通孔(5-4)的轴心线、圆形凸台(5-2)的轴心线与端面(5-1)的轴心线相重合；真空阴极弧源头(1)的绝缘部分(1-1)镶嵌在金属壳体(2)左侧端盖上的孔(2-1)中，第一过滤线圈(3)、第二过滤线圈(4)并列套接在金属壳体(2)的外壁上，金属过滤墙(5)左侧的端面(5-1)连接在金属壳体(2)的右侧端口(2-2)上，金属过滤墙(5)右侧的端面(5-3)连接真空室壁(6)的入口端(6-1)上，真空阴极弧源头(1)发射等离子体的轴心线、第一过滤线圈(3)的磁感应轴线、第二过滤线圈(4)的磁感应轴线与金属过滤墙(5)中的通孔(5-4)的轴心线相重合；金属壳体(2)是非导磁金属体。
2.根据权利要求1所述的真空阴极弧直管过滤器，其特征在于金属过滤墙(5)内部增加有空腔(8)；冷却水从空腔(8)一端的进水口(8-1)流进，冷却水通过空腔(8)后从空腔(8)另一端的出水口(8-2)流出。
3.根据权利要求1或2所述的真空阴极弧直管过滤器，其特征在于它增加有第一绝缘片(7)、第二绝缘片(7-1)；第一绝缘片(7)设置在金属过滤墙(5)左侧的端面(5-1)和金属壳体(2)的右侧端口(2-2)之间，第二绝缘片(7-1)设置在金属过滤墙(5)右侧的端面(5-3)和真空室壁(6)的入口端(6-1)之间，金属过滤墙(5)接地。
4.根据权利要求3所述的真空阴极弧直管过滤器，其特征在于它增加有直流电源(Ec)，金属过滤墙(5)连接直流电源(Ec)的正端，直流电源(Ec)的负端接地，金属壳体(2)接地。
5.根据权利要求4所述的真空阴极弧直管过滤器，其特征在于直流电源(Ec)的直流电压值是10V～100V。
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