JP2005216575A - プラズマ生成装置 - Google Patents
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
【構成】 アーク放電部1の真空アーク放電でプラズマを発生させ、プラズマ発生時に陰極から副生するドロップレットをドロップレット捕集部3に捕集するもので、プラズマとドロップレットが混合状態で進行する主進行路2を設け、主進行路2をドロップレットが進行するドロップレット進行路4とプラズマが進行する第1プラズマ進行路5とに分岐し、主進行路2の途中部にプラズマとドロップレットの進行を制限するための制限板7を設け、制限板7を通過したドロップレットをドロップレット捕集部3に向けて反射させる斜行壁8をドロップレット進行路4の途中部に設け且つ第1プラズマ進行路5を越えた位置に形成する。
【選択図】 図1
Description
T 被処理物
D ドロップレット
P プラズマ流
Ph 高密度プラズマ流
b 磁界
1 アーク放電部
1a 陰極
1b 陰極プロテクタ
1c 陽極
1d トリガ電極
1e アーク安定化磁界発生器
1f アーク安定化磁界発生器
1h 絶縁導入端子
1i アーク電源
1m 制限用抵抗
2 主進行路
2A 第1主進行路
2B 第2主進行路
3 ドロップレット捕集部
3a 捕集部開口面
3b ドロップレット堆積部
3A ドロップレット捕集部
3B ドロップレット捕集部
4 ドロップレット進行路
5 第1プラズマ進行路
6 プラズマ加工部
6a 加工部前方
6b 加工部後方
7 制限板
7A 制限板
7B 制限板
8 斜行壁
9 反射板
10 第1プラズマ誘導磁界発生器
11 第2プラズマ誘導磁界発生器
12 第1ガイド部
13 第2ガイド部
14 第3プラズマ誘導磁界発生部
15 プラズマセンタリング絞り部
16 第4プラズマ誘導磁界発生部
17 ドロップレット緩衝板
18 第1補助プラズマ誘導磁界発生器
19 第2プラズマ進行路
19A 第2プラズマ進行路
20 補助ドロップレット捕集部
20a 捕集部開口面
20B 補助ドロップレット捕集部
21 第5プラズマ誘導磁界発生部
22 偏向コイル
22a、22b、22c、22d 電磁石
24 プラズマ流走査部
26a 磁界発生器
26b 磁界発生器
Claims (20)
- 真空雰囲気下に設定されたアーク放電部で真空アーク放電を行ってプラズマを発生させ、プラズマの発生時に陰極から副生する陰極材料粒子(以下「ドロップレット」という)をドロップレット捕集部に捕集するようにしたプラズマ生成装置において、前記プラズマと前記ドロップレットが混合状態で進行する主進行路を設け、この主進行路の途中部に前記プラズマと前記ドロップレットの進行を制限するための制限板が内方に向けて設けられ、この制限板を通過後に前記主進行路を、前記ドロップレットが主進行路方向に進行するドロップレット進行路と前記プラズマが磁界により屈曲されて進行する第1プラズマ進行路とに略T字形に分岐し、前記制限板を通過したドロップレットを前記ドロップレット捕集部に向けて反射させる斜行壁が設けられており、この斜行壁は、前記ドロップレット進行路の側壁部に設けられ、しかも前記第1プラズマ進行路を越えた位置に形成されていることを特徴とするプラズマ生成装置。
- 前記ドロップレット進行路内において、前記斜行壁に連続して反射板が配置され、この反射板が前記ドロップレット捕集部の近傍に位置され、この反射板により反射されるドロップレットを前記ドロップレット捕集部に回収する請求項1に記載のプラズマ生成装置。
- 前記斜行壁は、前記アーク放電部から進行する前記ドロップレットが、前記制限板で制限された空間内で、側壁で1回も反射されずに直進衝突する位置に少なくとも配置されている請求項1又2に記載のプラズマ生成装置。
- 前記斜行壁は、前記アーク放電部から進行する前記ドロップレットが、前記制限板で制限された空間内で、側壁で1回反射されて直進衝突する位置に少なくとも配置されている請求項1、2又は3に記載のプラズマ生成装置。
- 前記斜行壁は、前記アーク放電部から進行する前記ドロップレットが、前記制限板で制限された空間内で、側壁に2回反射されて直進衝突する位置に少なくとも配置されている請求項1、2、3又は4に記載のプラズマ生成装置。
- 前記主進行路は、前記アーク放電部から直進向きの第1主進行路と、この第1主進行路から屈曲して延設された第2主進行路とから構成されている請求項1又は2に記載のプラズマ生成装置。
- 前記第1プラズマ進行路から更に屈曲する第2プラズマ進行路が延設され、この第2プラズマ進行路の分岐部に補助ドロップレット捕集部が設けられている請求項1又は2に記載のプラズマ生成装置。
- 前記第1プラズマ進行路に対する前記第2プラズマ進行路の屈曲角が直角以上である請求項7に記載のプラズマ生成装置。
- 前記第1プラズマ進行路に対する前記第2プラズマ進行路の屈曲角が直角未満の鋭角である請求項7に記載のプラズマ生成装置。
- 真空雰囲気下に設定されたアーク放電部で真空アーク放電を行ってプラズマを発生させ、プラズマ発生時に陰極から副生される陰極材料粒子(ドロップレット)をドロップレット捕集部に捕集するようにしたプラズマ生成装置において、前記プラズマと前記ドロップレットが混合状態で進行する主進行路を設け、この主進行路の途中部に前記プラズマと前記ドロップレットの進行を制限するための制限板が内方に向けて1箇所以上設けられ、この制限板を通過後に前記主進行路を、前記ドロップレットが主進行路方向に進行するドロップレット進行路と前記プラズマが磁界により屈曲されて進行する第1プラズマ進行路とに略T字形に分岐し、前記ドロップレット進行路の先端部に前記ドロップレット捕集部が設けられていることを特徴とするプラズマ生成装置。
- 前記プラズマ進行路の先端部に補助ドロップレット捕集部が設けられ、この補助ドロップレット捕集部の手前側で前記第1プラズマ進行路から屈曲された位置に第2プラズマ進行路が延設されている請求項10に記載のプラズマ生成装置。
- 前記ドロップレット捕集部及び/又は前記補助ドロプレット捕集部に複数の緩衝板を付設し、前記ドロップレットを緩衝板に衝突反射させる請求項1〜11のいずれかに記載のプラズマ生成装置。
- 前記緩衝板が平面板形状を有し、この緩衝板が捕集部開口面に対して斜めに配置される請求項12に記載のプラズマ生成装置。
- 前記緩衝板が三角柱形状を有し、捕集部開口面に対して2つの三角柱側面が傾斜するように前記緩衝板を配置する請求項12に記載のプラズマ生成装置。
- 前記ドロップレット捕集部及び/又は前記補助ドロプレット捕集部にドロップレット堆積部が設けられ、このドロップレット堆積部の幅が底部に近付くにつれて縮径する請求項12〜14のいずれかに記載のプラズマ生成装置。
- 前記第1プラズマ進行路又は第2プラズマ進行路には、プラズマの進行路の断面径が徐々に縮径するプラズマセンタリング絞り部が付設され、このプラズマセンタリング絞り部によりプラズマ流の断面径を絞り込む請求項1〜11のいずれかに記載のプラズマ生成装置。
- 前記プラズマセンタリング絞り部の外側に絞り磁界発生器が設置され、この絞り磁界発生器を構成するコイルの巻数がプラズマの進行方向に従って増加する請求項16に記載のプラズマ生成装置。
- プラズマの進行方向をz軸方向、垂直な平面をxy平面とした場合において、前記プラズマセンタリング絞り部の出力側に偏向コイルが付設され、前記プラズマセンタリング絞り部を通過したプラズマをxy平面上に走査する請求項16又は17に記載のプラズマ生成装置。
- 上記した請求項1〜18のいずれかに記載のプラズマ生成装置において、プラズマ進行路の進行方向最終端部に、このプラズマ進行路を進行したプラズマを流入させるプラズマ加工部が配置され、このプラズマ加工部に配置された被処理物に対し前記プラズマにより表面処理加工が行われるようにしたことを特徴とするプラズマ生成装置。
- 前記プラズマ加工部に被処理物を配置する場合に、プラズマの流れに沿った被処理物の前後の外周に磁界発生器が付設される請求項19に記載のプラズマ生成装置。
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