CN206260131U - 一种石墨等离子源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石墨等离子源，包括石墨阳极环、阳极盖板；石墨阳极环与阳极盖板相连形成容纳空腔，容纳空腔内设有石墨阴极、冷却池、冷却池盖板、第一绝缘板；石墨阴极设于冷却池的顶部；冷却池为空腔结构，其内底部设有极靴，极靴上置有磁钢和磁钢环，磁钢的N极和S极呈上下分布，与磁钢环的磁极分布方向相反，且磁钢置于磁钢环的中心位置；冷却池盖板和第一绝缘板设于冷却池和阳极盖板间；第二绝缘板设于阳极盖板下方；进水管和出水管贯穿极靴、冷却池盖板、第一绝缘板、阳极盖板、第二绝缘板，且进水管和出水管与冷却池盖板固定连接，进水管和出水管的底端分别连接有第一紧固件和第二紧固件。本实用新型结构简单，生产成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于电子机械技术领域，具体涉及一种石墨等离子源。
背景技术
等离子源是使中性原子或分子电离，并从中引出离子束流的装置。它是各种类型的离子加速器、质谱仪、电磁同位素分离器、离子注入机、离子束刻蚀装置、离子推进器以及受控聚变装置中的中性束注入器等设备的不可缺少的部件。
现有的等离子源包括电容耦合等离子体源、电感耦合高频等离子源和微波等离子源。以上等离子源都需要成本昂贵的射频电源和微波电源发生器驱动，而且等离子源结构较为复杂，制备成本较高。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出一种石墨等离子源，其结构简单，可采用直流电源驱动，从而降低制备成本。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种石墨等离子源，包括石墨阳极环、阳极盖板、石墨阴极、冷却池、冷却池盖板、第一绝缘板、第二绝缘板、进水管、出水管、第一紧固件和第二紧固件；所述石墨阳极环与阳极盖板相连形成顶部开口的容纳空腔，石墨阴极、冷却池、冷却池盖板、第一绝缘板均设于容纳空腔内；所述石墨阴极设于冷却池的顶部；所述冷却池为空腔结构，其内底部设有极靴，极靴上置有磁钢和磁钢环，磁钢的N极和S极呈上下分布，与磁钢环的磁极分布方向相反，且磁钢置于磁钢环的中心位置；所述冷却池盖板和第一绝缘板顺次设于冷却池和阳极盖板之间；所述第二绝缘板设于阳极盖板下方；所述进水管和出水管均依次贯穿冷却池盖板、第一绝缘板、阳极盖板、第二绝缘板，且进水管和出水管与冷却池盖板固定连接，进水管和出水管的顶端位于冷却池内，进水管和出水管的底端分别与第一紧固件和第二紧固件连接，用于实现将冷却池盖板、第一绝缘板、阳极盖板、第二绝缘板紧密贴合。
优选地，所述阳极盖板与进水管和出水管之间设有空隙，空隙间距为2-10mm。
优选地，所述石墨阳极环与石墨阴极之间具有间隙，间隙间距为1-10mm。
优选地，所述冷却池盖板与冷却池通过螺钉连接，且冷却池底面设有第一密封圈凹槽，第一密封圈凹槽嵌入有第一密封圈。
优选地，所述冷却池盖板在远离冷却池的一面上设有第二密封圈凹槽，第二密封圈凹槽嵌入有第二密封圈；所述阳极盖板靠近第一绝缘板的一面上设有第三密封圈凹槽，第三密封圈凹槽嵌入有第三密封圈；所述阳极盖板上位于石墨阳极环外侧处设置有第四密封圈凹槽，第四密封圈凹槽嵌入有第四密封圈。
优选地，所述石墨阴极靠近冷却池的表面为光滑表面，其远离冷却池的表面为通过机械加工或激光蚀刻形成的粗糙表面。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用磁场束缚电子而实现等离子源系统，一方面简化了等离子源的结构，另一方面降低了制备成本。
附图说明
图1为本实用新型的一种实施例中石墨等离子源的剖视图；
图中：1-1为石墨阴极，1-2为冷却池，1-2-1为螺钉，1-2-2为第一密封圈，1-3为极靴，1-3-1为磁钢，1-3-2为磁钢环，1-4为冷却池盖板，1-4-1为第二密封圈，1-4-2为冷却水进出水管，2-1为石墨阳极环，2-2为阳极盖板，2-2-1为第三密封圈，2-2-2为安装孔，2-2-3为密封圈，3为第一绝缘板，4为第二绝缘板，5为第一紧固件和第二紧固件。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。
如图1所示，一种石墨等离子源，包括石墨阳极环2-1、阳极盖板2-2、石墨阴极1-1、冷却池1-2、冷却池盖板1-4、第一绝缘板3、第二绝缘板4、进水管1-4-2、出水管1-4-2、第一紧固件5和第二紧固件5；所述石墨阳极环2-1与阳极盖板2-2相连形成顶部开口的容纳空腔，石墨阴极1-1、冷却池1-2、冷却池盖板1-4、第一绝缘3板均设于容纳空腔内；所述石墨阴极1-1设于冷却池1-2的顶部；所述冷却池1-2为空腔结构，其内底部设有极靴1-3，极靴1-3上置有磁钢1-3-1和磁钢环1-3-2，磁钢1-3-1的N极和S极呈上下分布，与磁钢环1-3-2的磁极分布方向相反，且磁钢1-3-1置于磁钢环1-3-2的中心位置；所述冷却池1-2盖板和第一绝缘板3顺次设于冷却池1-2和阳极盖板2-2之间；所述第二绝缘板4设于阳极盖板2-2下方；所述进水管1-4-2和出水管1-4-2均依次贯穿冷却池盖板1-4、第一绝缘板3、阳极盖板2-2、第二绝缘板4，且进水管1-4-2和出水管1-4-2与冷却池盖板1-4固定连接，进水管1-4-2和出水管1-4-2的顶端位于冷却池1-2内，进水管1-4-2和出水管1-4-2的底端分别与第一紧固件5和第二紧固件5连接，用于实现将冷却池盖板1-4、第一绝缘板3、阳极盖板2-2、第二绝缘板4紧密贴合。
在本实用新型的一种实施例中，所述第一紧固件5和第二紧固件5为紧固螺帽，进水管1-4-2和出水管1-4-2上设有螺纹，优选地，进水管1-4-2和出水管1-4-2分别在远离冷却池1-2的一端设置有螺纹，在实际使用过程中，通过拧合方式将冷却池盖板1-4、第一绝缘板3、阳极盖板2-2、第二绝缘板4紧密贴合。在本实用新型的其他实施例中，所述第一紧固件5和第二紧固件5还可以是其他任何能够实现紧固连接，且能够将冷却池盖板1-4、第一绝缘板3、阳极盖板2-2、第二绝缘板4紧密贴合的装置或者组件，且可以设置多个进水管或者多个出水管，进水管和出水管的数量根据需要设定。
在本实用新型的一种实施例中，石墨阴极1-1（是实心圆板）和石墨阳极环2-1均采用石墨材料制成，石墨阳极环2-1具有环形侧壁。
在本实用新型的一种实施例中，所述阳极盖板2-2与进水管和出水管之间设有圆环状的空隙，空隙为2-10mm（用于绝缘）。
在本实用新型的一种实施例中，所述石墨阳极环2-1与石墨阴极1-1之间具有间隙，间隙间距为1-10mm。
在本实用新型的一种实施例中，所述冷却池盖板1-4与冷却池1-2通过螺钉1-2-1连接，冷却池盖板1-4在远离冷却池1-2的一面上还设有用于容纳螺钉1-2-1顶部的凹槽，使得整个螺钉1-2-1的顶部与冷却池盖板1-4的底面平行，且冷却池1-2底面的边缘设有第一密封圈凹槽，第一密封圈凹槽嵌入有第一密封圈1-2-2。
在本实用新型的一种实施例中，所述冷却池盖板1-4在远离冷却池1-2的一面上设有第二密封圈凹槽，第二密封圈凹槽嵌入有第二密封圈1-4-1；所述阳极盖板2-2靠近第一绝缘板的一面上设有第三密封圈凹槽，第三密封圈凹槽嵌入有第三密封圈2-2-1；所述阳极盖板上位于石墨阳极环2-1外侧处设置有第四密封圈凹槽，第四密封圈凹槽嵌入有第四密封圈2-2-3。
在本实用新型的一种实施例中，所述阳极盖板还设有安装孔2-2-2（紧固螺钉孔），所述安装孔位于第四密封圈凹槽与阳极盖板的侧边之间，用于将石墨等离子源固定起来。
在本实用新型的一种实施例中，所述石墨阴极1-1靠近冷却池1-2的表面为光滑表面，其远离冷却池1-2的表面为通过机械加工或激光蚀刻等方法形成的粗糙表面。
在本实用新型的一种实施例中，所述阳极盖板上还设有电源线安装孔，用于与电源的正极相连接。
综上所述，本实用新型的工作原理是：
将本实用新型的石墨等离子源安装在真空腔体上，将直流磁控溅射电源的正极通过螺钉接在阳极盖板上的螺孔上并接地，同时将直流磁控溅射电源的负极接在进水管或者出水管上。在真空环境中充入氩气维持气压在0.2-2pa，开启直流磁控溅射电源，即可在石墨阴极的表面喷出以氩离子为主的等离子体。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种石墨等离子源，其特征在于：包括石墨阳极环、阳极盖板、石墨阴极、冷却池、冷却池盖板、第一绝缘板、第二绝缘板、进水管、出水管、第一紧固件和第二紧固件；所述石墨阳极环与阳极盖板相连形成顶部开口的容纳空腔，石墨阴极、冷却池、冷却池盖板、第一绝缘板均设于容纳空腔内；所述石墨阴极设于冷却池的顶部；所述冷却池为空腔结构，其内底部设有极靴，极靴上置有磁钢和磁钢环，磁钢的N极和S极呈上下分布，与磁钢环的磁极分布方向相反，且磁钢置于磁钢环的中心位置；所述冷却池盖板和第一绝缘板顺次设于冷却池和阳极盖板之间；所述第二绝缘板设于阳极盖板下方；所述进水管和出水管均依次贯穿冷却池盖板、第一绝缘板、阳极盖板、第二绝缘板，且进水管和出水管与冷却池盖板固定连接，进水管和出水管的顶端位于冷却池内，进水管和出水管的底端分别与第一紧固件和第二紧固件连接，用于实现将冷却池盖板、第一绝缘板、阳极盖板、第二绝缘板紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的一种石墨等离子源，其特征在于：所述阳极盖板与进水管和出水管之间设有空隙，空隙间距为2-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种石墨等离子源，其特征在于：所述石墨阳极环与石墨阴极之间具有间隙，间隙间距为1-10mm。
4.根据权利要求1所述的一种石墨等离子源，其特征在于：所述冷却池盖板与冷却池通过螺钉连接，且冷却池底面设有第一密封圈凹槽，第一密封圈凹槽嵌入有第一密封圈。
5.根据权利要求4所述的一种石墨等离子源，其特征在于：所述冷却池盖板在远离冷却池的一面上设有第二密封圈凹槽，第二密封圈凹槽嵌入有第二密封圈；所述阳极盖板靠近第一绝缘板的一面上设有第三密封圈凹槽，第三密封圈凹槽嵌入有第三密封圈；所述阳极盖板上位于石墨阳极环外侧处设置有第四密封圈凹槽，第四密封圈凹槽嵌入有第四密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种石墨等离子源，其特征在于：所述石墨阴极靠近冷却池的表面为光滑表面，其远离冷却池的表面为通过机械加工或激光蚀刻形成的粗糙表面。
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