JPH0582257A - 真空アーク装置及び真空アーク点火方法 - Google Patents
真空アーク装置及び真空アーク点火方法Info
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- JPH0582257A JPH0582257A JP3245752A JP24575291A JPH0582257A JP H0582257 A JPH0582257 A JP H0582257A JP 3245752 A JP3245752 A JP 3245752A JP 24575291 A JP24575291 A JP 24575291A JP H0582257 A JPH0582257 A JP H0582257A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アーク電極間距離，真空度などにかかわらず
真空アークを確実に点火する装置及び方法を安価に提供
する。 【構成】 真空アーク装置において、真空アーク陰極表
面を局所的に加熱する加熱源を備える。加熱としては、
レーザービーム９，イオンビーム１３，電子ビーム１
５，直流プラズマジェット１７などを利用する。
真空アークを確実に点火する装置及び方法を安価に提供
する。 【構成】 真空アーク装置において、真空アーク陰極表
面を局所的に加熱する加熱源を備える。加熱としては、
レーザービーム９，イオンビーム１３，電子ビーム１
５，直流プラズマジェット１７などを利用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極が走行する真空ア
ーク装置及び陰極が走行する真空アーク装置における真
空アークの点火方法に関する。
ーク装置及び陰極が走行する真空アーク装置における真
空アークの点火方法に関する。
【０００２】
【従来技術】真空アーク技術は、電気回路部品である真
空遮断機に広く用いられている技術である。近年真空ア
ークを材料プロセスに応用する試みが行われている。す
なわち、被処理物を陰極として、蒸着、イオンプレーテ
ィングおよび酸化皮膜の除去などを行うことである。
空遮断機に広く用いられている技術である。近年真空ア
ークを材料プロセスに応用する試みが行われている。す
なわち、被処理物を陰極として、蒸着、イオンプレーテ
ィングおよび酸化皮膜の除去などを行うことである。
【０００３】真空アークの点火方法として、陽極及び陰
極を接触し電流を通じておいた状態で両極を引き離すこ
とにより点火する方法が一般的である。また陽極及び陰
極間に点火用の高周波電圧を印加する方法もある。
極を接触し電流を通じておいた状態で両極を引き離すこ
とにより点火する方法が一般的である。また陽極及び陰
極間に点火用の高周波電圧を印加する方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、両端を引き離
す方法では最初の点火点となる陽極と陰極の接触部分の
表面性状が他の部分の表面性状に比しアークによる損傷
が大きいものになってしまうという欠点がある。また高
周波電圧を印加する方法には陽極と陰極との距離よりも
陽極または陰極と真空容器との距離を大きくしなければ
ならないという欠点がある。このため真空容器の大き
さ，アーク電極間距離，アーク電極形状などに大きな制
約がある。
す方法では最初の点火点となる陽極と陰極の接触部分の
表面性状が他の部分の表面性状に比しアークによる損傷
が大きいものになってしまうという欠点がある。また高
周波電圧を印加する方法には陽極と陰極との距離よりも
陽極または陰極と真空容器との距離を大きくしなければ
ならないという欠点がある。このため真空容器の大き
さ，アーク電極間距離，アーク電極形状などに大きな制
約がある。
【０００５】本発明者は上記欠点を解決すべく高周波誘
導アークによる真空アーク点火方法を発明した（特願平
０３−１６６００８）。この発明ではパッシェンの法則
に基づいて火花放電が点火され、これを真空アークの点
火に利用した、しかし、この発明では真空度が良いとき
にはコイルに供給する高周波電圧を大きくしなければな
らない。このため１／１０Ｔｏｒｒ以下の真空度では１
０ｋＷ以上の高周波電源が必要とされる。
導アークによる真空アーク点火方法を発明した（特願平
０３−１６６００８）。この発明ではパッシェンの法則
に基づいて火花放電が点火され、これを真空アークの点
火に利用した、しかし、この発明では真空度が良いとき
にはコイルに供給する高周波電圧を大きくしなければな
らない。このため１／１０Ｔｏｒｒ以下の真空度では１
０ｋＷ以上の高周波電源が必要とされる。
【０００６】本発明はかかる現状に鑑み、アーク電極間
距離，真空度なでにかかわらず真空アークを確実に点火
する装置及び方法を安価に提供することを目的とする。
距離，真空度なでにかかわらず真空アークを確実に点火
する装置及び方法を安価に提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、真
空アーク装置において、真空アーク陰極表面を局所的に
加熱する加熱手段（８，１２，１４，１６）を備える。
空アーク装置において、真空アーク陰極表面を局所的に
加熱する加熱手段（８，１２，１４，１６）を備える。
【０００８】また本願の第２の発明は、真空アーク装置
において、真空アーク陰極表面を局所的に加熱すること
により真空アークを点火する真空アーク点火方法であ
る。
において、真空アーク陰極表面を局所的に加熱すること
により真空アークを点火する真空アーク点火方法であ
る。
【０００９】さらに本発明の好ましい実施態様として
は、加熱はレーザービーム（９），イオンビーム（１
３），電子ビーム（１５）又は直流プラズマジェット
（１７）による。なお、カッコ内の記号は、図面に示し
後述する実施例の対応要素又は対応事項を示す。
は、加熱はレーザービーム（９），イオンビーム（１
３），電子ビーム（１５）又は直流プラズマジェット
（１７）による。なお、カッコ内の記号は、図面に示し
後述する実施例の対応要素又は対応事項を示す。
【００１０】
【作用】真空アーク放電ではアーク柱や陽極は受動的な
役割しか果しておらず、専ら陰極すなわち陰極点のみが
アークを維持する働きをする。すなわち、陰極点から蒸
発する蒸気が陰極点から放出される電子によりイオン化
される。このイオンが陰極表面に高速で入射することに
より陰極表面を加熱し新たな陰極点を形成する。このプ
ロセスにより個々の陰極点は発生・成長・消滅をする
が、次々と新たな陰極点が形成されるため真空アーク放
電が維持される。
役割しか果しておらず、専ら陰極すなわち陰極点のみが
アークを維持する働きをする。すなわち、陰極点から蒸
発する蒸気が陰極点から放出される電子によりイオン化
される。このイオンが陰極表面に高速で入射することに
より陰極表面を加熱し新たな陰極点を形成する。このプ
ロセスにより個々の陰極点は発生・成長・消滅をする
が、次々と新たな陰極点が形成されるため真空アーク放
電が維持される。
【００１１】よって、放電を開始するために陰極点を一
旦形成してしまえば陰極点は自ら新たな陰極点を形成す
るので真空アークが発生・維持できる。
旦形成してしまえば陰極点は自ら新たな陰極点を形成す
るので真空アークが発生・維持できる。
【００１２】そこで、本発明によれば、補助的な装置を
用い人為的に陰極点を形成する。すなわち陰極表面を局
所的に加熱するので真空アークが容易に着火できる。
用い人為的に陰極点を形成する。すなわち陰極表面を局
所的に加熱するので真空アークが容易に着火できる。
【００１３】なお、前述した高周波アークを利用する点
火方法と本発明の点火方法の相違は明確である。すなわ
ち、高周波アーク点火方法では真空アークのアーク柱と
なる位置で高周波アークを発生し高周波アークを延伸す
ることで真空アークを点火する。この場合高周波アーク
中のイオンが陰極表面に高速で入射することで陰極表面
を加熱することにより真空アークが着火されるが、高周
波アークは広範な広がりを持つので陰極表面の広い部分
を加熱するため陰極点を形成するためには高周波アーク
に大電力を供給する必要がある。一方、本発明の方法で
は真空アークのアーク柱となる位置にはエネルギーを投
入せず、陰極表面を局所的に加熱し陰極点を形成するの
でより少ないエネルギーで点火することが可能である。
火方法と本発明の点火方法の相違は明確である。すなわ
ち、高周波アーク点火方法では真空アークのアーク柱と
なる位置で高周波アークを発生し高周波アークを延伸す
ることで真空アークを点火する。この場合高周波アーク
中のイオンが陰極表面に高速で入射することで陰極表面
を加熱することにより真空アークが着火されるが、高周
波アークは広範な広がりを持つので陰極表面の広い部分
を加熱するため陰極点を形成するためには高周波アーク
に大電力を供給する必要がある。一方、本発明の方法で
は真空アークのアーク柱となる位置にはエネルギーを投
入せず、陰極表面を局所的に加熱し陰極点を形成するの
でより少ないエネルギーで点火することが可能である。
【００１４】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照とした以下の実施例の説明より明らかになろう。
照とした以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１５】
【実施例】（第１実施例）図１に、真空アーク装置の構
成概要を示す。これは加熱としてレーザービームを使用
したものである。本装置では上部アーク電極４を陽極と
し、下部アーク電極５を陰極とし、真空容器７、外部に
レーザービーム発生装置８が設置されている。レーザー
ビーム９は窓１０を通して真空容器７内に導入され、陰
極表面上に焦点を持つ。このレーザービーム９が加熱源
である。
成概要を示す。これは加熱としてレーザービームを使用
したものである。本装置では上部アーク電極４を陽極と
し、下部アーク電極５を陰極とし、真空容器７、外部に
レーザービーム発生装置８が設置されている。レーザー
ビーム９は窓１０を通して真空容器７内に導入され、陰
極表面上に焦点を持つ。このレーザービーム９が加熱源
である。
【００１６】上部アーク電極４及び下部アーク電極５は
銅または黄銅などの導電体により構成される必要があ
る。アーク電極は冷却されることが望ましい。
銅または黄銅などの導電体により構成される必要があ
る。アーク電極は冷却されることが望ましい。
【００１７】直流電源６を上部アーク電極４と下部アー
ク電極５に接続する。電極の位置関係は任意である。す
なわち、陰極５が上であり、陽極４が下となっても良
い。さらには陰極５と陽極４が左右に配置されても良
い。
ク電極５に接続する。電極の位置関係は任意である。す
なわち、陰極５が上であり、陽極４が下となっても良
い。さらには陰極５と陽極４が左右に配置されても良
い。
【００１８】真空容器７はアーク電極と電気的に絶縁さ
れていることが望ましい。すなわち、真空容器７と一方
のアーク電極が電気的に接続されている場合、真空アー
クはこのアーク電極でなく真空容器７をアーク電極とし
て放電するからである。通常安全のため真空容器７はア
ースされる。
れていることが望ましい。すなわち、真空容器７と一方
のアーク電極が電気的に接続されている場合、真空アー
クはこのアーク電極でなく真空容器７をアーク電極とし
て放電するからである。通常安全のため真空容器７はア
ースされる。
【００１９】レーザービーム発生装置８は真空容器７の
外部に設置されることが望ましい。なぜならば真空アー
クが点火されると陰極から陰極蒸気が真空空間に放出さ
れ蒸着するからである。レーザービーム９はレンズ１１
により集光され、窓１０を通して真空容器７内に導入さ
れる。陰極蒸気により窓１０が曇ることを防止するには
シャッターを備えればよい。レーザービーム９の焦点は
陰極表面にあることが極ましい。なぜならば陰極表面の
一部分を効率よく加熱するためである。陰極表面を加熱
するとは陰極表面を局所的に加熱し最低限溶融する必要
があることを言う。局所的とは陰極表面全体を加熱する
のではなく、一部分を加熱し溶融することを言う。加熱
源の出力を小さくするためには加熱される範囲としては
直径１０ｍｍ以下が望ましい。
外部に設置されることが望ましい。なぜならば真空アー
クが点火されると陰極から陰極蒸気が真空空間に放出さ
れ蒸着するからである。レーザービーム９はレンズ１１
により集光され、窓１０を通して真空容器７内に導入さ
れる。陰極蒸気により窓１０が曇ることを防止するには
シャッターを備えればよい。レーザービーム９の焦点は
陰極表面にあることが極ましい。なぜならば陰極表面の
一部分を効率よく加熱するためである。陰極表面を加熱
するとは陰極表面を局所的に加熱し最低限溶融する必要
があることを言う。局所的とは陰極表面全体を加熱する
のではなく、一部分を加熱し溶融することを言う。加熱
源の出力を小さくするためには加熱される範囲としては
直径１０ｍｍ以下が望ましい。
【００２０】本発明で言う真空アークとは陰極物質が蒸
発し空間を満たしながらアークが維持されるアークを指
す。すなわち、空間中の残留ガス量が陰極蒸気量より圧
倒的に多い通常のアークではない。真空アークと通常の
アークとの明確な圧力範囲の区分はないが、真空アーク
は１０Ｔｏｒｒ以下で維持され通常のアークは１０Ｔｏ
ｒｒ以上で維持される。なお、陰極物質のみならず陽極
物質も蒸発し空間を満たすアークも真空アークである。
発し空間を満たしながらアークが維持されるアークを指
す。すなわち、空間中の残留ガス量が陰極蒸気量より圧
倒的に多い通常のアークではない。真空アークと通常の
アークとの明確な圧力範囲の区分はないが、真空アーク
は１０Ｔｏｒｒ以下で維持され通常のアークは１０Ｔｏ
ｒｒ以上で維持される。なお、陰極物質のみならず陽極
物質も蒸発し空間を満たすアークも真空アークである。
【００２１】次に、図１の装置を用いた実験結果を示
す。手順は以下の通りである。すなわち、まず真空容器
７を真空（１／１０2Ｔｏｒｒ）にする。次に直流電源
６を動作する。この段階では点火されない。最後にレー
ザービーム発生装置８を動作させレーザービーム９を発
生し陰極表面を局所的に加熱する。この時のレーザービ
ームの焦点の径は１０μｍである。陰極５表面が溶融す
るとともに陰極点が形成され真空アークが点火された。
レーザービーム発生装置８の動作を停止しても真空アー
クは維持された。
す。手順は以下の通りである。すなわち、まず真空容器
７を真空（１／１０2Ｔｏｒｒ）にする。次に直流電源
６を動作する。この段階では点火されない。最後にレー
ザービーム発生装置８を動作させレーザービーム９を発
生し陰極表面を局所的に加熱する。この時のレーザービ
ームの焦点の径は１０μｍである。陰極５表面が溶融す
るとともに陰極点が形成され真空アークが点火された。
レーザービーム発生装置８の動作を停止しても真空アー
クは維持された。
【００２２】上部アーク電極と下部アーク電極との距離
を１０〜４００ｍｍに設定したがいずれの場合にも点火
に成功した。また点火直前の圧力範囲を（１／１０5）
〜１０Ｔｏｒｒに設定したがいずれの場合にも点火に成
功した。
を１０〜４００ｍｍに設定したがいずれの場合にも点火
に成功した。また点火直前の圧力範囲を（１／１０5）
〜１０Ｔｏｒｒに設定したがいずれの場合にも点火に成
功した。
【００２３】下部アーク電極上に被処理物を設置し電気
的に接続し、被処理物を下部アーク電極とした。被処理
物が平面，凸面および凹面状のいずれの場合でも点火さ
れた。
的に接続し、被処理物を下部アーク電極とした。被処理
物が平面，凸面および凹面状のいずれの場合でも点火さ
れた。
【００２４】（第２実施例）図２に、加熱としてイオン
ビームを使用する場合の、真空アーク装置の構成概要を
示す。本装置では上部アーク電極４を陽極とし、下部ア
ーク電極５を陰極とし、真空容器７内部にイオンガン１
２が設置されている。イオンガン１２は陰極５に対して
正の電位を有する様に配線されている。イオンガン１２
から放出されるイオンビーム１３は陰極５表面に収束す
る。このイオンビーム１３が加熱源である。
ビームを使用する場合の、真空アーク装置の構成概要を
示す。本装置では上部アーク電極４を陽極とし、下部ア
ーク電極５を陰極とし、真空容器７内部にイオンガン１
２が設置されている。イオンガン１２は陰極５に対して
正の電位を有する様に配線されている。イオンガン１２
から放出されるイオンビーム１３は陰極５表面に収束す
る。このイオンビーム１３が加熱源である。
【００２５】イオンガン１２は真空容器７の内部に設置
される必要がある。しかし、真空アークを点火されると
陰極から陰極蒸気が真空空間に放出され蒸着するためシ
ャッターを備えることが望ましい。イオンビーム１３の
焦点は陰極表面にあることが望ましい。なぜならば陰極
表面の一部分を効率よく加熱するためである。陰極表面
を加熱するとは陰極表面を局所的に加熱し最低限溶融す
る必要があることを言う。局所的とは陰極表面全体を加
熱するのではなく、一部分を加熱し溶融することを言
う。加熱源の出力を小さくするためには加熱される範囲
としては直径１０ｍｍ以下が望ましい。
される必要がある。しかし、真空アークを点火されると
陰極から陰極蒸気が真空空間に放出され蒸着するためシ
ャッターを備えることが望ましい。イオンビーム１３の
焦点は陰極表面にあることが望ましい。なぜならば陰極
表面の一部分を効率よく加熱するためである。陰極表面
を加熱するとは陰極表面を局所的に加熱し最低限溶融す
る必要があることを言う。局所的とは陰極表面全体を加
熱するのではなく、一部分を加熱し溶融することを言
う。加熱源の出力を小さくするためには加熱される範囲
としては直径１０ｍｍ以下が望ましい。
【００２６】次に、図２の装置を用いた実験結果を示
す。手順は以下の通りである。すなわち、まず真空容器
７を真空（１／１０2Ｔｏｒｒ）にする。次に直流電源
６を動作する。この段階では点火されない。最後にイオ
ンガン１２を動作させイオンビーム１３を発生し陰極表
面を局所的に加熱する。この時のイオンビームの焦点の
径は１ｍｍである。陰極５表面が溶融するとともに陰極
点が形成され真空アークが点火された。イオンガン１２
の動作を停止しても真空アークは維持された。
す。手順は以下の通りである。すなわち、まず真空容器
７を真空（１／１０2Ｔｏｒｒ）にする。次に直流電源
６を動作する。この段階では点火されない。最後にイオ
ンガン１２を動作させイオンビーム１３を発生し陰極表
面を局所的に加熱する。この時のイオンビームの焦点の
径は１ｍｍである。陰極５表面が溶融するとともに陰極
点が形成され真空アークが点火された。イオンガン１２
の動作を停止しても真空アークは維持された。
【００２７】上部アーク電極と下部アーク電極との距離
を１０〜４００ｍｍに設定したがいずれの場合にも点火
に成功した。また点火直前の圧力範囲を（１／１０5）
〜１０Ｔｏｒｒに設定したがいずれの場合にも点火に成
功した。
を１０〜４００ｍｍに設定したがいずれの場合にも点火
に成功した。また点火直前の圧力範囲を（１／１０5）
〜１０Ｔｏｒｒに設定したがいずれの場合にも点火に成
功した。
【００２８】下部アーク電極上に被処理物を設置し電気
的に接続し、被処理物を下部アーク電極とした。被処理
物が平面，凸面および凹面状のいずれの場合でも点火さ
れた。
的に接続し、被処理物を下部アーク電極とした。被処理
物が平面，凸面および凹面状のいずれの場合でも点火さ
れた。
【００２９】（第３実施例）図３に、加熱として電子ビ
ームを使用する場合の、真空アーク装置の構成概要を示
す。本装置では上部アーク電極４を陽極として下部アー
ク電極５を陰極とし真空容器７内部に電子ガン１４が設
置されている。電子ガン１４は陰極５に対して負の電位
を有する様に配線されている。電子ガン１４から放出さ
れる電子ビーム１５は陰極５表面に収束する。この電子
ビーム１５が加熱源である。
ームを使用する場合の、真空アーク装置の構成概要を示
す。本装置では上部アーク電極４を陽極として下部アー
ク電極５を陰極とし真空容器７内部に電子ガン１４が設
置されている。電子ガン１４は陰極５に対して負の電位
を有する様に配線されている。電子ガン１４から放出さ
れる電子ビーム１５は陰極５表面に収束する。この電子
ビーム１５が加熱源である。
【００３０】電子ガン１４は真空容器７の内部に設置さ
れる必要がある。しかし、真空アークが点火されると陰
極から陰極蒸気が真空空間に放出され蒸着するためシャ
ッターを備えることが望ましい。電子ビーム１５の焦点
は陰極表面にあることが望ましい。なぜならば陰極表面
の一部分を効率よく加熱するためである。陰極表面を加
熱するとは陰極表面を局所的に加熱し最低限溶融する必
要があることを言う。局所的とは陰極表面全体を加熱す
るのではなく、一部分を加熱し溶融することを言う。加
熱源の出力を小さくするためには加熱される範囲として
は直径１０ｍｍ以下が望ましい。
れる必要がある。しかし、真空アークが点火されると陰
極から陰極蒸気が真空空間に放出され蒸着するためシャ
ッターを備えることが望ましい。電子ビーム１５の焦点
は陰極表面にあることが望ましい。なぜならば陰極表面
の一部分を効率よく加熱するためである。陰極表面を加
熱するとは陰極表面を局所的に加熱し最低限溶融する必
要があることを言う。局所的とは陰極表面全体を加熱す
るのではなく、一部分を加熱し溶融することを言う。加
熱源の出力を小さくするためには加熱される範囲として
は直径１０ｍｍ以下が望ましい。
【００３１】次に、図３の装置を用いた実験結果を示
す。手順は以下に通りである。すなわち、まず真空容器
７を真空（１／１０2Ｔｏｒｒ）にする。次に直流電源
６を動作する。この段階では点火されない。最後に電子
ガン１４を動作させ電子ビーム１５を発生し陰極表面を
局所的に加熱する。この時のイオンビームの焦点の径は
１μｍである。陰極５表面が溶融するとともに陰極点が
形成され真空アークが点火された。電子ガン１４の動作
を停止しても真空アークは維持された。
す。手順は以下に通りである。すなわち、まず真空容器
７を真空（１／１０2Ｔｏｒｒ）にする。次に直流電源
６を動作する。この段階では点火されない。最後に電子
ガン１４を動作させ電子ビーム１５を発生し陰極表面を
局所的に加熱する。この時のイオンビームの焦点の径は
１μｍである。陰極５表面が溶融するとともに陰極点が
形成され真空アークが点火された。電子ガン１４の動作
を停止しても真空アークは維持された。
【００３２】上部アーク電極と下部アーク電極との距離
を１０〜４００ｍｍに設定したがいずれの場合にも点火
に成功した。また点火直前の圧力範囲を（１／１０5）
〜１０Ｔｏｒｒに設定したがいずれの場合にも点火に成
功した。
を１０〜４００ｍｍに設定したがいずれの場合にも点火
に成功した。また点火直前の圧力範囲を（１／１０5）
〜１０Ｔｏｒｒに設定したがいずれの場合にも点火に成
功した。
【００３３】下部アーク電極上に被処理物を設置し電気
的に接続し、被処理物を下部アーク電極とした。被処理
物が平面，凸面および凹面状のいずれの場合でも点火さ
れた。
的に接続し、被処理物を下部アーク電極とした。被処理
物が平面，凸面および凹面状のいずれの場合でも点火さ
れた。
【００３４】（第４実施例）図４に、直流プラズマジェ
ットを使用する場合の、真空アーク装置の構成概要を示
す。本装置では上部アーク電極４を陽極とし、下部アー
ク電極５を陰極とし、真空容器７内部に直流プラズマガ
ン１６が設置されている。直流プラズマガン１６は陰極
５に対して負の電位を有する様に配線されている。直流
プラズマガン１６から放出される直流プラズマジェット
１７は陰極５表面に収束する。この直流プラズマジェッ
ト１７が加熱源である。
ットを使用する場合の、真空アーク装置の構成概要を示
す。本装置では上部アーク電極４を陽極とし、下部アー
ク電極５を陰極とし、真空容器７内部に直流プラズマガ
ン１６が設置されている。直流プラズマガン１６は陰極
５に対して負の電位を有する様に配線されている。直流
プラズマガン１６から放出される直流プラズマジェット
１７は陰極５表面に収束する。この直流プラズマジェッ
ト１７が加熱源である。
【００３５】直流プラズマガン１６は真空容器７の内部
に設置される必要がある。しかし、真空アークが点火さ
れると陰極から陰極蒸気が真空空間に放出され蒸着する
ためシャッターを備えることが望ましい。直流プラズマ
ジェット１７の焦点は陰極表面にあることが望ましい。
なぜならば陰極表面の一部分を効率よく加熱するためで
ある。陰極表面を加熱するとは陰極表面を局所的に加熱
し最低限溶融する必要があることを言う。局所的とは陰
極表面全体を加熱するのではなく、一部分を加熱し溶融
することを言う。加熱源の出力を小さくするためには加
熱される範囲としては直径１０ｍｍ以下が望ましい。
に設置される必要がある。しかし、真空アークが点火さ
れると陰極から陰極蒸気が真空空間に放出され蒸着する
ためシャッターを備えることが望ましい。直流プラズマ
ジェット１７の焦点は陰極表面にあることが望ましい。
なぜならば陰極表面の一部分を効率よく加熱するためで
ある。陰極表面を加熱するとは陰極表面を局所的に加熱
し最低限溶融する必要があることを言う。局所的とは陰
極表面全体を加熱するのではなく、一部分を加熱し溶融
することを言う。加熱源の出力を小さくするためには加
熱される範囲としては直径１０ｍｍ以下が望ましい。
【００３６】次に、図４の装置を用いた実験結果を示
す。手順は以下の通りである。すなわち、まず真空容器
７を真空（１／１０2Ｔｏｒｒ）にする。次に直流電源
６を動作する。この段階では点火されない。最後に直流
プラズマガン１６を動作させ直流プラズマジェット１７
を発生し陰極表面を局所的に加熱する。この時のイオン
ビームの焦点の径は５ｍｍである。陰極５表面が溶融す
るとともに陰極点が形成され真空アークが点火された。
直流プラズマガン１６の動作を停止しても真空アークは
維持された。
す。手順は以下の通りである。すなわち、まず真空容器
７を真空（１／１０2Ｔｏｒｒ）にする。次に直流電源
６を動作する。この段階では点火されない。最後に直流
プラズマガン１６を動作させ直流プラズマジェット１７
を発生し陰極表面を局所的に加熱する。この時のイオン
ビームの焦点の径は５ｍｍである。陰極５表面が溶融す
るとともに陰極点が形成され真空アークが点火された。
直流プラズマガン１６の動作を停止しても真空アークは
維持された。
【００３７】上部アーク電極と下部アーク電極との距離
を１０〜４００ｍｍに設定したが、いずれの場合にも点
火に成功した。また点火直前の圧力範囲を（１／１
０5）〜１０Ｔｏｒｒに設定したがいずれの場合にも点
火に成功した。
を１０〜４００ｍｍに設定したが、いずれの場合にも点
火に成功した。また点火直前の圧力範囲を（１／１
０5）〜１０Ｔｏｒｒに設定したがいずれの場合にも点
火に成功した。
【００３８】下部アーク電極上に被処理物を設置し電気
的に接続し、被処理物を下部アーク電極とした。被処理
物が平面，凸面および凹面状のいずれの場合でも点火さ
れた。
的に接続し、被処理物を下部アーク電極とした。被処理
物が平面，凸面および凹面状のいずれの場合でも点火さ
れた。
【００３９】
【発明の効果】本発明により、アーク電極間距離，真空
度などにかかわらず真空アークを確実に点火する装置及
び方法を安価に提供された。すなわち、アーク電極間距
離を１０〜４００ｍｍ，真空度を（１／１０5）〜１０
Ｔｏｒｒの範囲で真空アークを確実に点火しうる。よっ
て、真空アークを工業的に用いることができる。
度などにかかわらず真空アークを確実に点火する装置及
び方法を安価に提供された。すなわち、アーク電極間距
離を１０〜４００ｍｍ，真空度を（１／１０5）〜１０
Ｔｏｒｒの範囲で真空アークを確実に点火しうる。よっ
て、真空アークを工業的に用いることができる。
【図１】本発明の第１実施例の、真空アーク装置の構成
概要を示す側断面図である。
概要を示す側断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の、真空アーク装置の構成
概要を示す側断面図である。
概要を示す側断面図である。
【図３】本発明の第３実施例の、真空アーク装置の構成
概要を示す側断面図である
概要を示す側断面図である
【図４】本発明の第４実施例の、真空アーク装置の構成
概要を示す側断面図である。
概要を示す側断面図である。
４：上部アーク電極（陽極） ５：下部ア
ーク電極（陰極） ６：直流電極 ７：真空容
器 ８：レーザービーム発生装置（加熱手段） ９：レーザービーム １０：窓 １１：レンズ １２：イオ
ンガン（加熱手段） １３：イオンビーム １４：電子
ガン（加熱手段） １５：電子ビーム １６：直流
プラズマガン（加熱手段） １７：直流プラズマジェット
ーク電極（陰極） ６：直流電極 ７：真空容
器 ８：レーザービーム発生装置（加熱手段） ９：レーザービーム １０：窓 １１：レンズ １２：イオ
ンガン（加熱手段） １３：イオンビーム １４：電子
ガン（加熱手段） １５：電子ビーム １６：直流
プラズマガン（加熱手段） １７：直流プラズマジェット
Claims (6)
- 【請求項１】真空アーク装置において、真空アーク陰極
表面を局所的に加熱する加熱手段を備える真空アーク装
置。 - 【請求項２】真空アーク装置において、真空アーク陰極
表面を局所的に加熱することにより真空アークを点火す
る真空アーク点火方法。 - 【請求項３】前記加熱は、レーザービームによる請求項
１記載の真空アーク装置。 - 【請求項４】前記加熱は、イオンビームによる請求項１
記載の真空アーク装置。 - 【請求項５】前記加熱は、電子ビームによる請求項１記
載の真空アーク装置。 - 【請求項６】前記加熱は、直流プラズマジェットによる
請求項１記載の真空アーク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3245752A JPH0582257A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 真空アーク装置及び真空アーク点火方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3245752A JPH0582257A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 真空アーク装置及び真空アーク点火方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582257A true JPH0582257A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17138273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3245752A Withdrawn JPH0582257A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 真空アーク装置及び真空アーク点火方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582257A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06295644A (ja) * | 1993-04-08 | 1994-10-21 | Nippon Steel Corp | 真空アーク処理方法及び前処理方法 |
| US6495002B1 (en) * | 2000-04-07 | 2002-12-17 | Hy-Tech Research Corporation | Method and apparatus for depositing ceramic films by vacuum arc deposition |
| US6847164B2 (en) | 2002-12-10 | 2005-01-25 | Applied Matrials, Inc. | Current-stabilizing illumination of photocathode electron beam source |
| JP2021150115A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン生成装置およびイオン生成方法 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3245752A patent/JPH0582257A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06295644A (ja) * | 1993-04-08 | 1994-10-21 | Nippon Steel Corp | 真空アーク処理方法及び前処理方法 |
| US6495002B1 (en) * | 2000-04-07 | 2002-12-17 | Hy-Tech Research Corporation | Method and apparatus for depositing ceramic films by vacuum arc deposition |
| US6847164B2 (en) | 2002-12-10 | 2005-01-25 | Applied Matrials, Inc. | Current-stabilizing illumination of photocathode electron beam source |
| JP2021150115A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン生成装置およびイオン生成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |