DE1065951B

DE1065951B -

Info

Publication number: DE1065951B
Application number: DENDAT1065951D
Authority: DE
Publication date: 1959-09-24

Description

DEUTSCHESGERMAN

BIBLIOTHEKLIBRARY DESOEUTSGHEN.DESOEUTSGHEN. PATENTAMTESPATENT OFFICE

In vielen Fällen der Technik ist es erforderlich, daß feste Körper vor ihrem Einbau bzw. ihrer Inbetriebnahme oder ihrer Fertigstellung in bestimmter Weise behandelt werden, um auf diese Weise entweder einen bestimmten Reinheitsgrad, eine bestimmte Oberflächenbeschaffenheit oder gegebenenfalls beide Eigenschaften gleichzeitig zu erhalten. Diese Forderung ergibt sich beispielsweise für Einbauteile an elektrischen Entladungsgefäßen. So müssen die an diesen benutzten Graphiteinbauteile, wie die Anoden, die Gitter oder die um die Anoden benutzten Schutzrohre, in möglichst reinem Zustand in das Stromrichtergefäß eingebaut werden, denn die Funktionssicherheit der Gefäße hängt in sehr starkem Maße von dem Reinheitsgrad dieser Teile ab. Wird nämlich dieser Reinheitsgrad nicht beachtet, so können als Störungen z. B. Rückzündungen auftreten, und zwar, wenn die Reinheit des Graphits im Innern oder auch auf der Oberfläche nicht gewährleistet ist. Außerdem ist die Neigung solcher Körper zu Rückzündungen dann wesentlich größer, wenn ihre Oberfläche rauh ist. Verunreinigungen der Oberfläche können gegeben sein durch die Bearbeitung oder auch die Lagerung der einzubauenden Körper. Es können also Fremdkörper an der Oberfläche liegen oder in sie eingedrungen sein. Solche Teilchen können durch einen reinen Glühprozeß dann beseitigt werden, wenn sie bei der Glühtemperatur, die für den Körper angewendet wird, einen merklichen Dampfdruck haben. Es gelingt jedoch auf diese Weise nicht, Körper zu beseitigen, die auf der Oberfläche gelagert sind und von der Temperatur unbeeinflußt bleiben.In many cases of technology, it is necessary that solid bodies before their installation or their commissioning or their completion in a certain way to be treated that way either a certain degree of purity, a certain surface quality or possibly both Maintain properties at the same time. This requirement arises, for example, for built-in parts electrical discharge vessels. The graphite components used on these, such as the anodes, the grids or the protective tubes used around the anodes, in as pure a condition as possible, in the converter vessel be installed, because the functional reliability of the vessels depends to a very large extent on the degree of purity of these parts. If this degree of purity is not observed, then as Disturbances z. B. backfiring occur, if the purity of the graphite inside or also is not guaranteed on the surface. In addition, such bodies tend to re-ignite then much larger if their surface is rough. The surface may be contaminated be due to the processing or the storage of the body to be installed. So there can be foreign bodies lying on the surface or having penetrated it. Such particles can by a pure glow process will be eliminated when it is at the glow temperature applied to the body will have a noticeable vapor pressure. However, it does not succeed in eliminating bodies in this way, which are stored on the surface and remain unaffected by the temperature.

Unter Benutzung der Einrichtung, auf die sich die Erfindung bezieht, ist es möglich, auch solche nachteiligen Teile an einem festen Körper zu entfernen, die den gleichen stofflichen Charakter wie der zu behandelnde Körper selbst haben, und zwar entweder um einen Reinigungsprozeß des festen Körpers von Fremdkörpern oder angelagerten Teilchen zu erreichen oder um eine Behandlung seiner Oberfläche für die Glättung herbeizuführen oder auch um beide Wirkungen gleichzeitig, gegebenenfalls aber auch im Wege einer Folgebehandlung, zu erreichen.Using the device to which the invention relates, it is possible to address such disadvantageous ones as well To remove parts of a solid body that have the same material character as the one to be treated Bodies themselves, either a process of purifying the solid body from Foreign bodies or attached particles to reach or to treat its surface for the To bring about smoothing or to have both effects at the same time, but possibly also in the Ways to achieve follow-up treatment.

Die Erfindung, betrifft eine Einrichtung zur Behandlung fester Körper, insbesondere Reinigung oder Oberflächenglättung des Körpers in einem Behälter mit vorzugsweise verringertem Gasdruck, bei welcher der zu behandelnde Körper einem Ionenbeschuß ausgesetzt ist, der durch ein elektrisches Beschleunigungsfeld erzeugt wird. Sie besteht darin, daß der zu behandelnde Gegenstand die Ionen unmittelbar aus einer Hilfsbogenentladung entnimmt. Dabei kann eine besondere Ionenerzeugungsvorrichtung vorgesehen sein, bei Welcher der zu behandelnde Körper an ein solchesThe invention relates to a device for treatment solid body, in particular cleaning or surface smoothing of the body in a container with preferably reduced gas pressure at which the body to be treated is exposed to ion bombardment generated by an accelerating electric field. It consists in the fact that the one to be treated Object that takes ions directly from an auxiliary arc discharge. Here can be a special Ion generating device can be provided in which the body to be treated is connected to such

Einrichtung zur Behandlung fester Körper, insbesondere von EinbauteilenDevice for the treatment of solid bodies, in particular built-in parts

für elektrische Entladungsgefäßefor electrical discharge vessels

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Gerhard Peche, Berlin-Halensee,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Gerhard Peche, Berlin-Halensee,
has been named as the inventor

negatives Potential gegenüber dem ihn umgebenden Plasma gelegt wird, das durch die auf die Ionen von dem Potential des Körpers ausgeübte Beschleunigung der gewünschte Ionenbeschuß des zu behandelnden Körpers erreicht wird. Dieser Ionenbeschuß kann dabei derart bemessen werden, daß die Zahl der Ionen und die den Ionen erteilte kinetische Energie, die an den zu behandelnden Körper abgegeben wird, zu einer solchen Erhitzung des zu behandelnden Körpers führen, daß an diesem eine erwünschte Glühtemperatur entsteht, um den notwendigen Reinigungsprozeß an dem zu behandelnden Körper zu erreichen. Der zu behandelnde Körper kann hierbei entweder unmittelbar von dem Ionenbeschuß getroffen werden, oder die Anordnung kann auch so gewählt werden, daß der durch den Ionenbeschuß getroffene Körper zunächst nur ein Hilfsbehälter oder -körper ist, in oder auf welchem die thermisch zu behandelnden Körper gelagert werden, so daß also der durch den Ionenbeschuß getroffene Körper nur den Charakter eines Ofenbehälters bzw. Ofens hat. Bei der Behandlung der festen Körper unmittelbar durch den Ionenbeschuß ergibt sich gleichzeitig die vorteilhafte Erscheinung, daß durch die Ionen bevorzugt diejenigen Oberflächenteile getroffen werden, welche den Rauhigkeitsgrad der Oberfläche des Körpers bestimmen, d. h. vorzugsweise die hervortretenden Teile, wie an sich an dem Körper vorhandene Spitzen, oder in gleicher Weise Teile, die an der Oberfläche des Körpers als Verunreinigung liegen und damit entsprechende Erhebungen darstellen. Durch diese bevorzugte mechanische Be-negative potential with respect to the surrounding plasma is placed, which is caused by the ions of the potential of the body exerted acceleration the desired ion bombardment of the treated Body is reached. This ion bombardment can be measured in such a way that the number of ions and the kinetic energy imparted to the ions that is delivered to the body to be treated into one lead to such heating of the body to be treated that at this a desired annealing temperature arises in order to achieve the necessary cleansing process on the body to be treated. The one to be treated The body can either be hit directly by the ion bombardment, or the The arrangement can also be chosen so that the body hit by the ion bombardment first only an auxiliary container or body is stored in or on which the body to be thermally treated so that the body hit by the ion bombardment only has the character of a furnace container or oven. When treating solid bodies directly through ion bombardment at the same time there is the advantageous phenomenon that the ions give preference to those surface parts which determine the degree of roughness of the surface of the body, d. H. preferably the protruding parts, such as peaks present on the body, or in the same way Parts that are on the surface of the body as contamination and thus corresponding bumps represent. This preferred mechanical

909 629/244909 629/244

anspruchung dieser Spitzen bzw. angelagerten Teile wird selbsttätig gleichzeitig der Effekt herbeigeführt, daß diese hervortretenden Teile durch den Ionenbesehuß abgetragen werden. Es tritt also auf diese Weise eine Glättung der Oberfläche des Körpers ein. Bei einer solchen Anordnung ist eine besondere Einrichtung für die Ionenerzeugung erforderlich. In Verbindung damit muß der zu behandelnde Körper an feiner ausreichenden negativen Spannung gegenüber dem Plasma liegen, in welchem sich der Körper befindet, um auf diese Weise auf die Ionen eine entsprechende Beschleunigung in Richtung auf den Körper auszuüben. Unter diesem Gesichtspunkt der Glättung der Oberfläche des bzw. der erfindungsgemäß behandelten Körper liegt also dann eine Einrichtung vor, die nach Art einer Kathodenzerstäubung mit' unselbständiger . Entladung arbeitet. Im allgemeinen wird bei einer erfindungsgemäßen Anordnung durch die Benutzung des Ionenbeschusses also gleichzeitig die Wirkung der Glühbehandlung des Körpers und der Glättung der Oberfläche eintreten, wenn die Ionenbeschußleistung entsprechend stark gewählt wird. Es kann sich jedoch gegebenenfalls auch als zweckmäßig erweisen, außer einer Behandlung, die ein entsprechendes Glühen des Körpers hervorruft, noch eine Nachbehandlung zu benutzen mit einer derart geringen Intensität des Ionenbeschusses, daß nur noch eine Glättungsbehandlung durch den Ionenbeschuß stattfindet. In Verbindung mit der grundsätzlichen Anordnung, wonach der zu behandelnde Körper in einem Raum untergebracht wird, wo eine Ionenerzeugung stattfindet, kann es sich als zweckmäßig erweisen, besondere Strahlungsbleche vorzusehen, welche_: die von dem behandelten Körper abgestrahlte Wärmeenergie reflektieren, Auf diese Weise wird ein günstiger Wirkungsgrad für die Behandlung des "Körpers bei bestimmter vorgegebener Ionenerzeugung erreicht.If these peaks or attached parts are stressed, the effect is automatically brought about at the same time that these protruding parts are worn away by the ion contamination. In this way, the surface of the body is smoothed. With such an arrangement, a special device for the ion generation is required. In connection with this, the body to be treated must be at a sufficiently negative voltage with respect to the plasma in which the body is located in order in this way to exert a corresponding acceleration on the ions in the direction of the body. From this point of view of smoothing the surface of the body (s) treated according to the invention, there is then a device which, in the manner of cathode sputtering, with 'dependent. Discharge works. In general, in an arrangement according to the invention, the use of ion bombardment will result in the annealing treatment of the body and the smoothing of the surface at the same time if the ion bombardment power is selected to be correspondingly strong. However, it may also prove to be expedient, in addition to a treatment that causes the body to glow accordingly, to use an aftertreatment with such a low intensity of the ion bombardment that only a smoothing treatment takes place through the ion bombardment. In connection with the basic arrangement, according to which the body to be treated is accommodated in a room where an ion generation takes place, it can prove to be expedient to provide special radiation plates which _: reflect the heat energy radiated from the body being treated favorable efficiency for the treatment of the "body achieved with certain predetermined ion generation.

Handelt es sich um Körper, die für den Einbau in Entladungsgefäße bestimmt sind und an sich bereits aus Stoffen bestehen, die durch den Quecksilberdampf 'nicht nachteilig beeinflußt werden, also nicht amalgamieren, wie z. B. Graphit oder Eisen, so kann als Einrichtung für die Erzeugung der Ionen unmittelbar eine Quecksilberdampfentladungsstrecke benutzt werden. Handelt es sich jedoch um Teile, die für andere Zwecke benutzt werden, so können unter Benutzung einer anderen geeigneten Ionenerzeugungseinrichtung natürlich auch feste Körper behandelt werden, die sonst die Eigenart oder die Neigung zur Amalgamierung haben.Is it a matter of bodies that are intended for installation in discharge vessels and already in themselves consist of substances that are not adversely affected by the mercury vapor, i.e. do not amalgamate, such as B. graphite or iron, it can be used as a device for generating the ions directly a mercury vapor discharge path can be used. However, they are parts that are used for others Purposes can be used using another suitable ion generating device Of course, solid bodies can also be treated, which otherwise have the character or the tendency to amalgamation to have.

Eine solche Einrichtung würde sich z. B. ergeben in •Form eines Behandlungsbehälters, der mit einem Edelgas, wie z. B. Xenon, gefüllt ist. Um in diesem Behälter die entsprechenden Ionen zu erzeugen, wird eine besondere Glühkathode für eine Elektronenemission vorgesehen zur Ionisierung des Gasinhaltes. Die Hilfsentladung in diesem Behandlungsgefäß brennt dann von der Glühkathode zur Hilfsanode der Entladungsstrecke. Aus dem auf diese Weise entstehenden Plasma heraus wird durch die hohe negative Spannung, die an den zu behandelnden Körper angelegt ist, dessen Ionenbombardement herbeigeführt. Findet durch den Ionenbeschuß eine Reinigung mit einer Entgasung des Körpers statt, so muß aus dem Gas, welches aus dem Behandlungsbehälter abgesaugt wird; das Edelgas wieder abgesondert und in den Behandlungsbehälter zurückgeführt werden.Such a facility would e.g. B. result in • the form of a treatment container with a Noble gas such as B. Xenon is filled. In order to generate the corresponding ions in this container, a special hot cathode for electron emission intended for ionizing the gas content. The auxiliary discharge in this treatment vessel then burns from the hot cathode to the auxiliary anode of the discharge path. From what emerges in this way Plasma is drawn out by the high negative voltage that is applied to the body to be treated whose ion bombardment is brought about. Finds a cleaning with the ion bombardment a degassing of the body takes place, so must from the gas which is sucked out of the treatment tank will; the noble gas can be separated again and returned to the treatment tank.

Die' Anwendung einer solchen Glühkathode in dem Behandlungsbehälter hat noch den weiteren Vorzug, daß die von ihr abgestrahlte Heizenergie unmittelbar für eine Beheizung des zu behandelnden Körpers bzw. des Ofenbehälters außerdem benutzt werden kann. Man kann also beispielsweise mittels einer solchen Anordnung zunächst mittels der Glühkathode überhaupt nur eine Beheizung des zu behandelnden Körpers vornehmen und erst nach einer solchen Temperaturbehandlung die Hilf sentladungsstrecke einschalten und mit dem Ionenbeschuß für die Behandlung des KörpersThe use of such a hot cathode in the treatment tank has the further advantage that the heating energy radiated by it directly for heating the body to be treated or of the oven tray can also be used. So you can, for example, by means of such a Arrangement initially only a heating of the body to be treated by means of the hot cathode and only switch on the auxiliary discharge path after such a temperature treatment and with ion bombardment for treatment of the body

ίο arbeiten. Schließlich kann auch, nachdem eine Ionen-■ Schußbehandlung stattgefunden hat, gegebenenfalls sich noch eine reine Wärmebehandlung mittels der Glühkathode als zweckmäßig erweisen.ίο work. Finally, even after an ion ■ Shot treatment has taken place, possibly a pure heat treatment by means of the Prove hot cathode as appropriate.

Die Anwendung einer Glühkathode für die Hilfsentladungsstrecke ist naturgemäß nicht beschränkt auf Anordnungen, bei denen nicht eine Metalldampfentladung benutzt wird. Die Glühkathode kann vielmehr auch benutzt werden bei einem Behandlungsgefäß mit einer oder mehreren Hilf sentladungsstrecken, die mit Quecksilberdampf arbeiten. Auf diese Weise werden dann die gleichen Vorzüge erreicht, die soeben geschildert worden sind hinsichtlich einer gleichzeitigen oder wahlweisen Behandlung mittels der von der Glühkathode unmittelbar abgegebenen Wärmeenergie und der Energie, die durch den Ionenbeschuß gewonnen wird.The use of a hot cathode for the auxiliary discharge path is of course not limited to arrangements in which there is no metal vapor discharge is used. Rather, the hot cathode can also be used in a treatment vessel with one or more auxiliary discharge paths, that work with mercury vapor. In this way, the same advantages are achieved that have just been achieved have been described with regard to a simultaneous or optional treatment by means of the thermal energy emitted directly from the hot cathode and the energy produced by the ion bombardment is won.

Vorzugsweise wird man für die Zwecke der Erfindung mit einem solchen Druck in dem Behandlungsgefäß arbeiten, daß die freie Weglänge der Ionen in der Größenordnung der Raumladungsschichtdicke des Behandlungskörpers liegt, damit die von den Ionen an den Körper abgegebene Energie möglichst groß ist. Ist nämlich die freie Weglänge der Ionen kleiner als die genannte Raumladungsschichtdicke, dann erfolgen Zusammenstöße der Ionen mit Neutralgasatomen innerhalb der Raumladungsschicht. Das bedeutet aber, daß ein Teil der den Ionen mitgeteilten Energie nicht an den zu behandelnden Körper, sondern an das im Behandlungsraum befindliche Gas abgegeben wird.Preferably one will work for the purposes of the invention with such a pressure in the treatment vessel that the free path of the ions in the order of magnitude of the space charge layer thickness of the treatment body, so that of the ions energy released to the body is as large as possible. Namely, if the free path of the ions is less than the space charge layer thickness mentioned, then the ions collide with neutral gas atoms within the space charge layer. But this means that part of the energy imparted to the ions is not to the body to be treated, but to the gas in the treatment room.

Im Rahmen der Erfindung ist es natürlich möglich, entweder nur einen Körper oder gleichzeitig auch mehrere Körper entsprechend zu behandeln bei Benutzung nur eines gemeinsamen Ionenerzeugers.
Eine beispielsweise Anwendung der Erfindung veranschaulicht die Figur der Zeichnung. In dieser bezeichnet 1 ein Quecksilberdampfentladungsgefäß, welches teilweise im Schnitt dargestellt ist. 2 bezeichnet den Kühlmantel des Gefäßes. In die Wand des Gefäßes ist ein Schauglas 3 eingebaut, um die Vorgänge im Innern beobachten zu können, insbesondere z. B. für die Messung der Temperatur. 4 bezeichnet die Kathode des Gefäßes. Mit 5 ist der Deckel des Gefäßes bezeichnet. In diesem sind als Elemente des Ionenerzeugers Anoden 6 getragen. Von diesen ist in der Figur nur eine dargestellt. 7 bezeichnet ein dieser Anode zugeordnetes Schutzgitter. Der Deckel 5 des Behandlungsgefäßes weist in der Mitte eine Aussparung auf von solchen Abmessungen, daß der zu behandelnde Körper 8, z. B. ein Anodenkopf, eingeführt werden kann. Der Körper 8 wird von einem Bolzen 9 getragen, der eine genügende Temperaturfestigkeit aufweist und zu diesem Zwecke z. B. ganz oder teilweise aus Molybdän bestehen kann. Selbstverständlich kann die Anordnung auch derart getroffen werden, daß von einem gemeinsamen Tragbolzen mehrere zu behandelnde Körper nach Art von 8 getragen werden. Der aus dem Gefäß heraustretende Teil der Trageinrichtung des zu behandelnden Körpers ist über eine Glasverschmelzung 10 mit einer Fassung 11 mechanisch und gasdicht verbunden. Diese bildetIn the context of the invention it is of course possible to treat either only one body or several bodies at the same time using only one common ion generator.
An example application of the invention illustrates the figure of the drawing. 1 denotes a mercury vapor discharge vessel, which is shown partially in section. 2 denotes the cooling jacket of the vessel. A sight glass 3 is built into the wall of the vessel in order to be able to observe what is happening inside, in particular z. B. for measuring the temperature. 4 indicates the cathode of the vessel. 5 with the lid of the vessel is designated. In this anodes 6 are carried as elements of the ion generator. Only one of these is shown in the figure. 7 denotes a protective grille assigned to this anode. The lid 5 of the treatment vessel has in the middle a recess of such dimensions that the body to be treated 8, for. B. an anode head can be introduced. The body 8 is carried by a bolt 9, which has a sufficient temperature resistance and for this purpose z. B. may consist entirely or partially of molybdenum. Of course, the arrangement can also be made in such a way that several bodies to be treated according to the type of FIG. 8 are supported by a common support bolt. The part of the carrying device of the body to be treated that protrudes from the vessel is mechanically and gas-tightly connected to a mount 11 via a glass fusion 10. This forms

gleichzeitig einen Flansch lic, mittels welchem die Einrichtung zwischen dem Körper 11 und dem Körper 8 von dem Deckel 5 unter Einfügung einer entsprechenden Dichtung 12 getragen wird. 13 bezeichnet eine Pumpleitung, um das Gefäß auf einen bestimmten erwünschten niedrigen Gasdruck zu bringen. In dem Behälter 1 sind ferner Strahlungsbleche 14 bis 18 angeordnet, welche die von dem zu behandelnden Körper 8 abgestrahlte Wärme wieder reflektieren. Im Wege des Quecksilberdampfstromes, welcher von der Kathode 4 beim Betrieb der Hilf sentladungsstrecke 6/4 ausgeht, ist ein Leitkörper 19 angeordnet, welcher den Neutfaldampf zu den Kondensflächen des Gefäßes 1 hinlenkt.at the same time a flange lic, by means of which the Means between the body 11 and the body 8 of the lid 5 with the insertion of a corresponding one Seal 12 is worn. 13 denotes a pump line to the vessel on a certain to bring the desired low gas pressure. In the container 1 there are also radiation plates 14 to 18 arranged, which reflect the heat radiated from the body 8 to be treated again. in the Paths of the mercury vapor flow, which from the cathode 4 when operating the auxiliary discharge path 6/4 A guide body 19 is arranged, which carries the neutral steam to the condensation surfaces of the vessel 1 steers.

Für die Behandlung des Körpers 8 wird die Hilfsentladungsstrecke 6/4 in Betrieb gesetzt, beispielsweise unter Benutzung einer Anodenspannung von 30 bis 40 Volt. Ferner wird der zu behandelnde Körper 8 über den Bolzen 9 an eine negative Spannung von z. B. 10 kV gegenüber dem Plasma im Gefäß 1 gelegt. Diese Hochspannungsquelle wird hierbei mit ihrem zweiten Pol vorzugsweise an die Kathode des Gefäßes 1 angeschlossen. Sobald diese Verhältnisse geschaffen sind, ist durch die Hilfsentladung ein Plasma in der Nähe des Körpers 8 geschaffen, aus dem durch die negative Spannung, die dieser Körper besitzt, die Ionen auf diesen Körper zu beschleunigt werden und auf diese Weise ein Ionenbeschuß des Körpers 8 stattfindet. Wie bereits oben angeführt, wird dieser Ionenbeschuß bei genügender Intensität zu einer Erhitzung des Körpers führen, während er bei entsprechend geringerer Intensität nur noch im wesentlichen eine mechanische Oberflächenbehandlung an diesem Körper hervorrufen wird. Durch das Ionenbombardement kann sich die Erscheinung ergeben, daß vielfach auf der Oberfläche der zu behandelnden Körper vorhandene Isolierteile als Kathodenflecke wirksam werden und auf diese Weise selbsttätig ihre Zerstörung herbeiführen. The auxiliary discharge path is used for the treatment of the body 8 6/4 put into operation, for example using an anode voltage of 30 to 40 volts. Furthermore, the body to be treated 8 is connected to a negative voltage of via the bolt 9 z. B. 10 kV against the plasma in the vessel 1 is placed. This high voltage source is here with her second pole preferably connected to the cathode of the vessel 1. Once these relationships are created are, a plasma is created in the vicinity of the body 8 by the auxiliary discharge, from which by the negative voltage that this body possesses, the ions on this body are accelerated and in this way an ion bombardment of the body 8 takes place. As stated above, this is ion bombardment If the intensity is sufficient, the body will heat up, while if the intensity is sufficient, it will heat up the body accordingly lower intensity only essentially a mechanical surface treatment on this body will cause. The ion bombardment can result in the phenomenon that in many cases the surface of the body to be treated existing insulating parts become effective as cathode spots and in this way bring about their own destruction.

Unter Anwendung der Erfindung ist es ohne weiteres möglich, z. B. Einbauteile für ein elektrisches Entladungsgefäß für einen Quecksilberdampfgleichrichter mit Temperaturen in der Größenordnung von 2000° C oder mehr wirksam zu behandeln.Using the invention it is readily possible, e.g. B. Installation parts for an electrical discharge vessel for a mercury vapor rectifier with temperatures in the order of 2000 ° C or more effectively to treat.

Es sei bemerkt, daß es bekannt ist, eine Reinigung fester Körper durch Ionenbeschuß durchzuführen. Bei dieser bekannten Einrichtung wird der Ionenstrom durch eine Glimmentladung erzeugt. Dabei gelangt nur ein Teil der Ionen durch die Löcher in der Kathode in die Bombardierungskammer. Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird dagegen eine besonders hohe Ausbeute an Ionen durch Entnahme aus einer Hilfsbogenentladung erreicht.It should be noted that it is known to clean solid bodies by ion bombardment. at In this known device, the ion current is generated by a glow discharge. It got there only part of the ions through the holes in the cathode into the bombardment chamber. When setting up according to the invention, on the other hand, a particularly high yield of ions is obtained by removal reached an auxiliary arc discharge.

Claims

Claims: 55

1. Device for the treatment of solid bodies, in particular cleaning and / or surface smoothing of the body in a container with preferably reduced gas pressure, at which the body to be treated is exposed to ion bombardment caused by an electric acceleration field is generated, characterized in that the object to be treated, the ions directly takes from an auxiliary arc discharge.

2. Device according to claim 1, characterized in that a special ion generating device is provided and at the same time the body to be treated (8) to such a negative Potential opposite to the surrounding plasma is placed that by the ions of the Acceleration exerted by the potential of the body, the desired ion bombardment of the body to be treated Body is reached.

3. Device according to claim 2, characterized in that the body to be treated (8) be arranged in a mercury vapor discharge vessel (1), in which one or several auxiliary discharge paths (4, 6) the formation of ions takes place and the body to be treated (8) via its carrier (9) to the necessary negative potential is placed opposite the plasma, the second pole of this voltage source is preferably connected to the cathode (4) of the discharge vessel (1).

4. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the or the one to be treated. Radiation plates (14 to 18) are assigned to bodies in the treatment vessel to reflect the heat emitted by these bodies.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that by way of the Cathode of the discharge vessel outgoing metal vapor flow guide body (19) is arranged which direct the neutral vapor onto the condensation surfaces of the discharge vessel (1).

6. Device according to claim 2 or 3, characterized in that in the ion generating device a hot cathode for the generation of electrons to ionize the gas or vapor filling of the treatment vessel is used.

7. Device according to claims 2 and 6, characterized in that a noble gas atmosphere, for. B. made of xenon, is used for the auxiliary discharge path to generate ions.

8. Device according to claim 2 or one of the following, characterized in that the hot cathode is assigned to the body to be treated in such a way that it is suitable for direct radiant heating it can be used and operated by its glow.

9. A method for treating bodies by means of a device according to claim 8, characterized in that characterized in that the heat radiation treatment by the hot cathode and the ion bombardment treatment be carried out in successive sections, preferably the Ion bombardment treatment after the pure thermal radiation treatment.

10. A method for operating a device according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the gas pressure in the treatment space is dimensioned such that the free path the number of ions is greater than or equal to the space charge layer thickness on the one to be treated Body.

11. The device according to claim 1, characterized in that the ion bombardment for its heating treated body is only used as an auxiliary container or carrier, in or on which bodies to be subjected to an annealing treatment are arranged.

12. Device according to claim 1, characterized in that the intensity or power of the Ion bombardment is such that it heats the bombarded body for a Brings annealing treatment.

13. Device according to claim 1, characterized in that that the intensity of the ion bombardment is such that although one mechanical treatment of the body, but no significant annealing treatment of the same will.

Considered publications: German Patent Nos. 731328, 911873; Dr. Rudolf Seeliger, "Introduction to the Physics of Gas Discharge", 1927, p. 236;

Espe-Knoll, »Material Science of High Vacuum Technology«, 1936, pp. 273 and 293 to 295.

1 sheet of drawings