CN2287157Y - 一种金属蒸汽真空弧离子源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种金属蒸汽真空弧离子源。阴极弧等离子体一产生就被限制在由弧罩和阴极、阳极构成的狭小腔体内。这不仅提高了腔内金属等离子体的密度,也避免了弧外溢引起的外弧和金属沉积物对绝缘子的污染。穿过阳极孔的金属等离子体又被由永磁体系统形成的轴向发散磁场约束并稳定传输到引出系统,减少了扩散损失,抑制了磁流体不稳定性产生的束噪声,提高了引出效果。
Description
本实用新型涉及一种离子源，特别是一种金属蒸汽阴极弧离子源。
现有的金属离子源，如中国专利91224854.8(长寿命金属蒸汽真空弧离子源)，其触发电极、阴极及其支座等均处于充满金属等离子体的阳极杯中，如此大的等离子体填充空间不仅造成较大的扩散损失，还造成金属沉积物对绝缘零部件的污染和引起有害的外弧。另外，现有技术中湍性金属等离子体穿过阳极孔多是自然飘向引出栅的，扩散损失严重，易引起磁流体不稳定性和有害的束噪声。有的源靠在真空室外加螺管线圈来解决该问题，但产生的轴向磁场形态很难满足要求，且增加了供电及高压绝缘方面的困难，因此很少采用。
本实用新型的目的是提供一种能产生高密度金属等离子体的真空弧离子源，同时能减少扩散损失及溅射污染。
为实现上述发明目的，本实用新型的金属蒸汽真空弧离子源包括阴极、触发电极、阳极和引出系统，其特征在于：阴极上套装有用绝缘套隔开的绝缘定位盘、触发电极和陶瓷绝缘弧罩，触发电极固定在陶瓷绝缘弧罩及绝缘定位盘之间，阴极的端面与绝缘弧罩的内端面相平，阳极固定在冷却支座上，并与其上方的绝缘弧罩和阴极一同构成一个狭小的腔体。
在阳极出口与引出系统之间还设置了一个永磁铁和喇叭形极靴构成的内轴向磁场系统。
由于金属等离子体被限制在阴极端面、阳极和陶瓷绝缘弧罩构成的狭小腔体内，因而提高了腔内等离子体密度，避免了外弧放电及沉积污染。同时在阳极与引出系统之间所加的轴向磁场抑制了磁流体的不稳定性，减小了扩散损失，提高了等离子体的密度和均匀度。另外还具有结构紧凑、维护操作方便等特点。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
图1为本实用新型的结构示意图。
如图1所示，阴极3为电离材料，其上套装有用绝缘套隔开的绝缘定位盘12、触发电极4和陶瓷绝缘弧罩5。陶瓷绝缘弧罩5及其上方的绝缘定位盘12中间夹持固定触发电极4。阴极3的端面与弧罩5的内端面相平，正对弧罩5的下方，在冷却支座7上固定安装有盘形阳极6。弧罩5不仅限制了金属等离子体形成及存在的空间，还和绝缘定位盘12一起成为阴极3、阳极6、触发电极4相互定位及调节的支撑结构，有效地减少了扩散损失以及金属沉积物对绝缘零部件的污染，且避免了有害的外弧放电。
由于阳极6的冷却支座7是靠冷却管绝缘密封在主法兰盘2上，故较常规节省了一个阳极法兰，减轻了重量，结构紧凑，操作方便。
为了进一步约束从阳极孔飘向引出系统9的湍性金属等离子体，在阳极6出口与引出系统9之间增设了一个永磁铁及喇叭形极靴8构成内轴向发散磁场，减少了扩散损失，抑制磁流体的不稳定性且使等离子体沿磁力线径向展宽，均匀地传输到引出栅，从而提高了引出束的均匀度与密度。
另外为了避免电极间金属离子及溅射物对高压瓷套11的沉积污染，在引出系统9外安装了屏蔽罩10。
由于阴极材料的正常损耗，本实用新型采用机动齿轮滑键机构1可适速连续地推进阴极。
本实用新型可在50kv的引出电压下，获得5-20mA的引出离子束流，束在离引出电极80cm远的靶上直径10cm的面积内分布的不均匀度小于20％，且在φ4cm的中心区有一平顶分布，完全满足材料表面改性中的实际应用。
Claims (4)
1.一种金属蒸汽真空弧离子源，它包括阴极(3)、触发电极(4)、阳极(6)和引出系统(9)，其特征在于：阴极(3)上套装有用绝缘套隔开的绝缘定位盘(12)、触发电极(4)和陶瓷绝缘弧罩(5)，触发电极(4)固定在陶瓷绝缘弧罩(5)及绝缘定位盘(12)之间，阴极(3)的端面与绝缘弧罩(5)的内端面相平，阳极(6)固定在冷却支座(7)上，并与其上方的绝缘弧罩(5)和阴极(3)一同构成一个狭小的腔体。
2.如权利要求1所述的弧离子源，其特征在于在阳极(6)出口与引出系统(9)之间设置了一个永磁铁及喇叭形极靴(8)构成的内轴向磁场系统。
3.如权利要求2所述的弧离子源，其特征在于在引出系统(9)外安装有屏蔽罩(10)。
4.如权利要求1或2或3所述的弧离子源，其特征在于阴极(3)可以由机动齿轮滑键机机构(1)适速连续推进。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 96201703 CN2287157Y (zh) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 一种金属蒸汽真空弧离子源 |
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| CN 96201703 CN2287157Y (zh) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 一种金属蒸汽真空弧离子源 |
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| CN2287157Y true CN2287157Y (zh) | 1998-08-05 |
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ID=33887902
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| CN 96201703 Expired - Fee Related CN2287157Y (zh) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 一种金属蒸汽真空弧离子源 |
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| CN (1) | CN2287157Y (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-01-25 CN CN 96201703 patent/CN2287157Y/zh not_active Expired - Fee Related
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