JPH06279978A - プラズマフォーカス溶射方法及び装置 - Google Patents
プラズマフォーカス溶射方法及び装置Info
- Publication number
- JPH06279978A JPH06279978A JP5071783A JP7178393A JPH06279978A JP H06279978 A JPH06279978 A JP H06279978A JP 5071783 A JP5071783 A JP 5071783A JP 7178393 A JP7178393 A JP 7178393A JP H06279978 A JPH06279978 A JP H06279978A
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- Japan
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- plasma
- spraying
- thermal spraying
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はプラズマフォーカス溶射方法及び装
置に関し、特に、磁場を経て収束された高収束性プラズ
マを被溶射体に溶射させ、１回の放電で充分な量の溶射
プラズマを発生することを特徴とする。 【構成】 本発明によるプラズマフォーカス溶射方法及
び装置は、棒形電極(13)の溶射材(20)から発生したプラ
ズマフォーカス(18)を磁場中で収束させて高収束性プラ
ズマ(18a)を得ると共に、この高収束性プラズマ(18a)を
被溶射体(22)に溶射することにより、１回の放電で充分
な量の溶射プラズマを得る構成である。
置に関し、特に、磁場を経て収束された高収束性プラズ
マを被溶射体に溶射させ、１回の放電で充分な量の溶射
プラズマを発生することを特徴とする。 【構成】 本発明によるプラズマフォーカス溶射方法及
び装置は、棒形電極(13)の溶射材(20)から発生したプラ
ズマフォーカス(18)を磁場中で収束させて高収束性プラ
ズマ(18a)を得ると共に、この高収束性プラズマ(18a)を
被溶射体(22)に溶射することにより、１回の放電で充分
な量の溶射プラズマを得る構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマフォーカス溶
射方法及び装置に関し、特に、磁場を経て収束された高
収束性プラズマを被溶射体に溶射させ、１回の放電で充
分な量の溶射プラズマを発生するための新規な改良に関
する。
射方法及び装置に関し、特に、磁場を経て収束された高
収束性プラズマを被溶射体に溶射させ、１回の放電で充
分な量の溶射プラズマを発生するための新規な改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、プラズマ溶射装置として
は、図４にて示す特開平３−２３２９５５号公報に開示
されたレールガンを用いる電磁溶射装置を挙げることが
できる。すなわち、図において符号１で示されるもの
は、互いに所定の間隔をおいて離間して形成された一対
の金属製のレール１ａ，１ｂを有する溶射部であり、前
記溶射部１の一端に形成された物質装填口２の間隔Ｄ1
は、前記溶射部１の他端に形成された溶射部３の間隔Ｄ
2よりも大となるように、各レール１ａ，１ｂが互いに
傾斜して非平行状態に形成されている。従って、前記各
レール１ａ，１ｂの傾斜状態を任意に選ぶことにより、
溶射部３の間隔Ｄ2を任意に設定し、任意の絞り効果を
得ることができる。前記各レール１ａ，１ｂ間には、瞬
間大電力投入電源を構成するコンデンサ１５と高速スイ
ッチ１６からなる直列回路６が接続されており、前記溶
射口３の前方位置には、溶射による皮膜を形成するため
の被溶射体７が配設されている。
は、図４にて示す特開平３−２３２９５５号公報に開示
されたレールガンを用いる電磁溶射装置を挙げることが
できる。すなわち、図において符号１で示されるもの
は、互いに所定の間隔をおいて離間して形成された一対
の金属製のレール１ａ，１ｂを有する溶射部であり、前
記溶射部１の一端に形成された物質装填口２の間隔Ｄ1
は、前記溶射部１の他端に形成された溶射部３の間隔Ｄ
2よりも大となるように、各レール１ａ，１ｂが互いに
傾斜して非平行状態に形成されている。従って、前記各
レール１ａ，１ｂの傾斜状態を任意に選ぶことにより、
溶射部３の間隔Ｄ2を任意に設定し、任意の絞り効果を
得ることができる。前記各レール１ａ，１ｂ間には、瞬
間大電力投入電源を構成するコンデンサ１５と高速スイ
ッチ１６からなる直列回路６が接続されており、前記溶
射口３の前方位置には、溶射による皮膜を形成するため
の被溶射体７が配設されている。
【０００３】従来の電磁溶射装置は、前述したように構
成されており、以下に、その溶射方法について説明す
る。まず、高速スイッチ１６をオフとし、物質装填口２
に、金属、非金属粉又はセラミック片あるいは粉末等の
物質８を装填すると共に、図示されていない電源によっ
てコンデンサ１５に充電した状態で、高速スイッチ１６
をオンとすると、各レール１ａ，１ｂ間に印加された電
流は、物質８間を流れ、その時の電流によるジュール熱
によりこの物質８が瞬間（約数１００マイクロ秒）のう
ちに蒸発して原子レベルに超微粒子化され、電流の電磁
相互作用によって高速プラズマ流として電磁加速され、
溶射口３から矢印に沿って被溶射体７に溶射される。
尚、前述の高速スイッチ１６を、１分間に１０回程度オ
ン・オフし、１０回の放電を繰り返すことにより、物質
８のプラズマ化速を数百グラム／分とし、放電の度に充
電材種を変えることにより、傾斜的吹きつけを行うこと
ができ、被溶射体７の表面を傾斜的表皮で覆うことがで
きる。
成されており、以下に、その溶射方法について説明す
る。まず、高速スイッチ１６をオフとし、物質装填口２
に、金属、非金属粉又はセラミック片あるいは粉末等の
物質８を装填すると共に、図示されていない電源によっ
てコンデンサ１５に充電した状態で、高速スイッチ１６
をオンとすると、各レール１ａ，１ｂ間に印加された電
流は、物質８間を流れ、その時の電流によるジュール熱
によりこの物質８が瞬間（約数１００マイクロ秒）のう
ちに蒸発して原子レベルに超微粒子化され、電流の電磁
相互作用によって高速プラズマ流として電磁加速され、
溶射口３から矢印に沿って被溶射体７に溶射される。
尚、前述の高速スイッチ１６を、１分間に１０回程度オ
ン・オフし、１０回の放電を繰り返すことにより、物質
８のプラズマ化速を数百グラム／分とし、放電の度に充
電材種を変えることにより、傾斜的吹きつけを行うこと
ができ、被溶射体７の表面を傾斜的表皮で覆うことがで
きる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の溶射装置は、レ
ールガンを用いているため、プラズマ温度が１〜２万度
と低く、１回の放電で発生する溶射用プラズマ量が比較
的少ないため、１秒間に何度も放電する必要があり、溶
射サイクルが長くなっていた。
ールガンを用いているため、プラズマ温度が１〜２万度
と低く、１回の放電で発生する溶射用プラズマ量が比較
的少ないため、１秒間に何度も放電する必要があり、溶
射サイクルが長くなっていた。
【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、磁場を経て収束された高収
束性プラズマを被溶射体に溶射させ、１回の放電で充分
な量の溶射プラズマを発生するようにしたプラズマフォ
ーカス溶射方法及び装置を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、磁場を経て収束された高収
束性プラズマを被溶射体に溶射させ、１回の放電で充分
な量の溶射プラズマを発生するようにしたプラズマフォ
ーカス溶射方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるプラズマフ
ォーカス溶射方法は、溶射材から発生したプラズマフォ
ーカスを磁場中で収束させて高収束性プラズマを得ると
共に、この高収束性プラズマを被溶射体に溶射する方法
である。
ォーカス溶射方法は、溶射材から発生したプラズマフォ
ーカスを磁場中で収束させて高収束性プラズマを得ると
共に、この高収束性プラズマを被溶射体に溶射する方法
である。
【０００７】本発明によるプラズマフォーカス溶射装置
は、真空容器に設けられ電源が接続された棒形電極及び
円筒電極と、前記棒形電極に設けられた溶射材と、前記
円筒電極の近傍に設けられた収束用コイルとを備え、前
記溶射材からのプラズマフォーカスを前記収束用コイル
の磁力線に収束させるようにした構成である。
は、真空容器に設けられ電源が接続された棒形電極及び
円筒電極と、前記棒形電極に設けられた溶射材と、前記
円筒電極の近傍に設けられた収束用コイルとを備え、前
記溶射材からのプラズマフォーカスを前記収束用コイル
の磁力線に収束させるようにした構成である。
【０００８】さらに詳細には、前記円筒電極の先端に
は、フランジ部が形成されている構成である。
は、フランジ部が形成されている構成である。
【０００９】
【作用】本発明によるプラズマフォーカス溶射方法及び
装置においては、電源オンにより棒形電極と円筒電極間
に沿面放電が始まり、同時に収束用コイルにも電流が流
れてプラズマ収束用磁場が立ち上がる。その後、放電が
進行して溶射材の先端からプラズマフォーカスが発生す
ると、このプラズマの高温によって被溶射材もプラズマ
化するが、プラズマ収束用磁場の強い磁力線の作用によ
りプラズマフォーカスは高収束性プラズマに収束されて
効率よく被溶射体に溶射される。従って、１回の放電で
も充分な量の溶射プラズマを得ることができる。
装置においては、電源オンにより棒形電極と円筒電極間
に沿面放電が始まり、同時に収束用コイルにも電流が流
れてプラズマ収束用磁場が立ち上がる。その後、放電が
進行して溶射材の先端からプラズマフォーカスが発生す
ると、このプラズマの高温によって被溶射材もプラズマ
化するが、プラズマ収束用磁場の強い磁力線の作用によ
りプラズマフォーカスは高収束性プラズマに収束されて
効率よく被溶射体に溶射される。従って、１回の放電で
も充分な量の溶射プラズマを得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面と共に本発明によるプラズマフォ
ーカス溶射方法及び装置の好適な実施例について詳細に
説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符
号を付して説明する。図１はプラズマフォーカス溶射装
置を示す構成図、図２は図１の動作説明図、図３は原理
を示す構成図である。
ーカス溶射方法及び装置の好適な実施例について詳細に
説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符
号を付して説明する。図１はプラズマフォーカス溶射装
置を示す構成図、図２は図１の動作説明図、図３は原理
を示す構成図である。
【００１１】まず、本発明の溶射装置の基本原理である
プラズマフォーカス装置１０について説明する。すなわ
ち、図３はプラズマフォーカス装置１０であり、真空容
器１１の一端に設けられた固定用円板１２には、棒形電
極１３と筒形電極１４が同軸にかつ電気的に独立して固
定されている。前述の構成において、各電極１３，１４
間に接続された電源１５とスイッチ１６におけるこのス
イッチ１６をオンとすると、各電極１３，１４の固定用
円板１２の面に沿う沿面放電１７が起こり、この沿面放
電１７は電流により発生した電磁力によって各電極１
３，１４間を図３の右方へ伝わり、棒形電極１３の先端
１３ａでプラズマフォーカス１８を生ずる。この時、こ
の先端１３ａには細く収束されたプラズマが発生し、高
密度（約１０25 ／cc）高温（数千万度）になる事が周
知である。この高温により前記電極１３の先端１３ａは
蒸発し深い穴が生ずることも周知になっている。この
時、蒸発してプラズマ化した前記電極１３の電極材は、
真空容器１１の内壁１１ａ表面に広く溶射される事が知
られており、この原理を積極的に活用したものが本発明
のプラズマフォーカス溶射方法及び装置である。
プラズマフォーカス装置１０について説明する。すなわ
ち、図３はプラズマフォーカス装置１０であり、真空容
器１１の一端に設けられた固定用円板１２には、棒形電
極１３と筒形電極１４が同軸にかつ電気的に独立して固
定されている。前述の構成において、各電極１３，１４
間に接続された電源１５とスイッチ１６におけるこのス
イッチ１６をオンとすると、各電極１３，１４の固定用
円板１２の面に沿う沿面放電１７が起こり、この沿面放
電１７は電流により発生した電磁力によって各電極１
３，１４間を図３の右方へ伝わり、棒形電極１３の先端
１３ａでプラズマフォーカス１８を生ずる。この時、こ
の先端１３ａには細く収束されたプラズマが発生し、高
密度（約１０25 ／cc）高温（数千万度）になる事が周
知である。この高温により前記電極１３の先端１３ａは
蒸発し深い穴が生ずることも周知になっている。この
時、蒸発してプラズマ化した前記電極１３の電極材は、
真空容器１１の内壁１１ａ表面に広く溶射される事が知
られており、この原理を積極的に活用したものが本発明
のプラズマフォーカス溶射方法及び装置である。
【００１２】次に、前述のプラズマフォーカスを応用し
たこの発明の一実施例を図について説明する。図１及び
図２において、図３と同一又は同等部分には同一符号を
用いる。前記棒形電極１３の先端１３ａには溶射材２０
が固定されており、この円筒電極１４の先端には、凸部
状のフランジ部１４が設けられている。前記真空容器１
１の前記円筒電極１４の近傍位置には、収束用低インダ
クタンスコイル（たとえば、単巻コイル）からなる収束
用コイル２１がフランジ部１４ａに接近して装着されて
いる。また、真空容器１１の内壁１１ａには被溶射体２
２が設けられている。
たこの発明の一実施例を図について説明する。図１及び
図２において、図３と同一又は同等部分には同一符号を
用いる。前記棒形電極１３の先端１３ａには溶射材２０
が固定されており、この円筒電極１４の先端には、凸部
状のフランジ部１４が設けられている。前記真空容器１
１の前記円筒電極１４の近傍位置には、収束用低インダ
クタンスコイル（たとえば、単巻コイル）からなる収束
用コイル２１がフランジ部１４ａに接近して装着されて
いる。また、真空容器１１の内壁１１ａには被溶射体２
２が設けられている。
【００１３】次に、動作について述べる。図２のように
スイッチ１６をオンとすると、この固定板１２の内面に
沿って沿面放電１７が発生し、コイル２１にも電流が流
れて、磁力線３０からなるプラズマ収束用磁場が立ち上
がる。放電が進んでプラズマフォーカス１８が発生する
と、プラズマの高温によって溶射材２０もプラズマ化さ
れるが、強い磁力線３０による磁場の働きで溶射プラズ
マは収束されて高収束性プラズマ１８ａとして効率よく
被溶射体２２へ溶射される。
スイッチ１６をオンとすると、この固定板１２の内面に
沿って沿面放電１７が発生し、コイル２１にも電流が流
れて、磁力線３０からなるプラズマ収束用磁場が立ち上
がる。放電が進んでプラズマフォーカス１８が発生する
と、プラズマの高温によって溶射材２０もプラズマ化さ
れるが、強い磁力線３０による磁場の働きで溶射プラズ
マは収束されて高収束性プラズマ１８ａとして効率よく
被溶射体２２へ溶射される。
【００１４】
【発明の効果】本発明によるプラズマフォーカス溶射方
法及び装置は、以上のように構成されているため、次の
ような効果を得ることができる。すなわち、プラズマフ
ォーカスを磁場によって収束させて高収束性プラズマと
して被溶射体に溶射するため、１回の放電でも充分な量
の溶射プラズマを発生することができ、溶射サイクルを
短くし、効率を上げることができる。
法及び装置は、以上のように構成されているため、次の
ような効果を得ることができる。すなわち、プラズマフ
ォーカスを磁場によって収束させて高収束性プラズマと
して被溶射体に溶射するため、１回の放電でも充分な量
の溶射プラズマを発生することができ、溶射サイクルを
短くし、効率を上げることができる。
【図１】本発明によるプラズマフォーカス溶射方法に適
用する装置を示す構成図である。
用する装置を示す構成図である。
【図２】図１の動作状態を示す説明図である。
【図３】プラズマフォーカスを示す原理図である。
【図４】従来の溶射装置を示す構成図である。
１１ 真空容器 １３ 棒形電極 １４ 円筒電極 １５ 電源 １８ プラズマフォーカス １８ａ 高収束性プラズマ ２０ 溶射材 ２１ 収束用コイル ２２ 被溶射体 ３０ 磁力線
Claims (3)
- 【請求項１】 溶射材(20)から発生したプラズマフォー
カス(18)を磁場中で収束させて高収束性プラズマ(18a)
を得ると共に、この高収束性プラズマ(18a)を被溶射体
(22)に溶射することを特徴とするプラズマフォーカス溶
射方法。 - 【請求項２】 真空容器(11)に設けられ電源(15)が接続
された棒形電極(13)及び円筒電極(14)と、前記棒形電極
(13)に設けられた溶射材(20)と、前記円筒電極(14)の近
傍に設けられた収束用コイル(21)とを備え、前記溶射材
(20)からのプラズマフォーカス(18)を前記収束用コイル
(21)の磁力線(30)に収束させるように構成したことを特
徴とするプラズマフォーカス溶射装置。 - 【請求項３】 前記円筒電極(14)の先端には、フランジ
部(14a)が形成されていることを特徴とする請求項２記
載のプラズマフォーカス溶射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5071783A JPH06279978A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | プラズマフォーカス溶射方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5071783A JPH06279978A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | プラズマフォーカス溶射方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279978A true JPH06279978A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=13470521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5071783A Pending JPH06279978A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | プラズマフォーカス溶射方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06279978A (ja) |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP5071783A patent/JPH06279978A/ja active Pending
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