PL178753B1 - Ostrze golarki i sposób wytwarzania ostrza golarki - Google Patents

Abstract

1 . Sposób wytwarzania ostrza golar- ki, w którym dostarcza sie czesc korpu- sowa, wytwarza sie klinowa, zaostrzona krawedz czesci korpusowej o kacie roz- warcia mniejszym niz 30° i promieniu wierzcholkowym mniejszym niz 1200 angstremów oraz naklada sie diament amorficzny, znamienny tym, ze warstwe (60) diamentu amorficznego naklada sie bezposrednio na czesc korpusowa (50) o- strza (16, 20, 40, 42) krawedzi, a przy nakladaniu przyklada sie do podloza naj- pierw wysokie napiecie, a nastepnie, dru- gie, niskie napiecie. FIG. 3 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest ostrze golarki i sposób wytwarzania ostrza golarki, zwłaszcza o bardzo cienkich krawędziach tnących.

Ostrze golarki jest typowo wykonane z odpowiedniego materiału podłożowego, takiego jak metal albo materiał ceramiczny, a krawędź jest wykonana w kształcie klinowym z ostateczną krawędzią albo zakończeniem o promieniu mniejszym niz 1000 angstremów, przy czym powierzchnie klinowe posiadają kąt ostry mniejszy niż 30°. Kiedy golenie jest trudne i ma miejsce częste uszkadzanie krawędzi ostrza, oraz w celu wzmocnienia zdolności do golenia, proponowano, w celu ułatwienia golenia i/lub zwiększenia twardości i/lub odporności na korozję krawędzi golącej, wykorzystanie jednej albo większej ilości warstw dodatkowego materiału pokrywającego.

Znane są materiały pokrywające, takie jak materiały polimerowe i metale, a także inne materiały, obejmujące węgiel podobny do diamentu (DLC). Każda taka warstwa albo warstwy dodatkowego materiału muszą posiadać zgodność przylegania, tak, aby każda warstwa pewnie przylegała do podłoża przez cały czas użytkowania ostrza golarki, a korzystnie dostarczała takie cechy jak ulepszona zdolność do golenia, ulepszona twardość i/lub odporność na korozję, jednocześnie nie wpływając niekorzystnie na geometrię i skuteczność tnącą krawędzi golącej.

Z opisu patentowego USA nr 5 032 243 znane są materiały podłożowe ostrza zaostrzone poprzez bombardowanie jonowe ze źródeł jonów, które mają osie wiązek skierowane na krawędzie ostrzy golarki.

Z opisów patentowych USA nr 5 232 568 i USA nr 5 295 305 znane są ostrza, które posiadają warstwę pośrednią umieszczoną pomiędzy podłożem i powłoką podobną do diamentu, przy czym warstwa pośrednia jest umieszczona na podłożu, a następnie powłoka podobna do diamentu jest umieszczona na warstwie pośredniej.

Z polskiego opisu patentowego nr 170 959 znane jest rozwiązanie, w którym w celu wytworzenia ostrza maszynki do golenia kształtuje się ostrą krawędź w kształcie klina z wierzchołkiem o kącie rozwarcia poniżej 30° i promieniu poniżej 1200 angstremów, nakłada się na tę ostrą krawędź pośrednią warstwę materiału, na którą nakłada się warstwę diamentu lub węgla diamentopodobnego. Jako warstwę pośrednią stosuje się molibden. Wierzchołek ostrza utworzony przez warstwę diamentu lub węgla diamentopodobnego ma promień poniżej około 500 angstremów.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania ostrza oraz ostrze golarki o ulepszonych właściwościach mechanicznych, w którym w celu wykonania zaostrzonego podłoża, wykorzystuje się gładzenie mechaniczne (zamiast tworzenia wiązki jonowej), a na

178 753 stępnie bezpośrednio umieszcza się powłokę z diamentu amorficznego na podłożu (bez pośredniego etapu umieszczania warstwy pośredniej). W tym rozwiązaniu stosowane jest cienkie podłoże ostrza, wytworzonego poprzez gładzenie mechaniczne, i nadawanie podłożu sztywności i twardości poprzez umieszczenie powłoki z diamentu amorficznego bezpośrednio na podłożu.

Sposób wytwarzania ostrza golarki, w którym dostarcza się część korpusową, wytwarza się klinową, zaostrzoną krawędź części korpusowej o kącie rozwarcia mniejszym niż 30° i promieniu wierzchołkowym mniejszym niż 1200 angstremów oraz nakłada się diament amorficzny według wynalazku, charakteryzuje się tym, że warstwę diamentu amorficznego nakłada się bezpośrednio na część korpusową ostrza krawędzi, a przy nakładaniu przykłada się do podłoża najpierw wysokie napięcie, a następnie, drugie, niskie napięcie.

Korzystnie, część korpusową szlifuje się mechanicznie za pomocą ciągu etapów gładzenia i kształtuje się zaostrzoną krawędź.

Korzystnie, na krawędź tnącą pokrytą diamentem nakłada się przylegającą warstwę polimerową.

Korzystnie, nakłada się warstwę diamentu amorficznego na krawędzi tnącej o grubości przynajmniej 400 angstremów, od części wierzchołkowej części korpusowej do odległości czterdziestu mikrometrów od części wierzchołkowej.

Korzystnie, stosuje się metalową część korpusową oraz warstwę diamentu amorficznego co najmniej czterokrotnie twardszą niż metalowa część korpusowa.

Korzystnie, warstwę diamentu amorficznego osadza się za pomocą techniki wybranej z grupy obejmującej łuk katodowy z filtracją, łuk katodowy, łuk anodowy, rozkład plazmowy gazów węglowodorowych, rozpylanie z dodatkową jonizacją przez indukcyjnie sprzężone częstotliwości radioelektryczne, ablację laserową, laserowe, absorpcyjne osadzanie falowe (LAWD) i osadzanie wiązki jonów.

Korzystnie, warstwę diamentu amorficznego osadza się w próżni albo w atmosferze argonu w opróżnionej komorze, w której umieszcza się tarczę grafitową, przy czym do tarczy grafitowej przykłada się napięcie i zapala się łuk oraz osadza się na zaostrzonej krawędzi warstwę diamentu amorficznego, przy czym jednocześnie do części korpusowej przykłada się napięcie prądu stałego albo o częstotliwości radioelektrycznej.

Korzystnie, ustawia się kąt padania wiązki plazmy na powierzchnię boczną ostrza nie mniejszy niż 32 stopnie.

Korzystnie, kontroluje się i nakłada warstwę diamentu amorficznego na pierwszy skos i drugi skos ostrza w przybliżeniu w jednakowych zakresach ilościowych, przy czym podczas nakładania początkowo do części korpusowej przykłada się wstępnie wysokie napięcie, a następnie niskie napięcie.

Korzystnie, warstwę diamentu amorficznego osadza się łukiem katodowym.

Korzystnie, nakłada się warstwę diamentu amorficznego na klinowej krawędzi o grubości co najmniej 400 angstremów.

Korzystnie, na warstwę diamentu amorficznego nakłada się przylegającą warstwę polimerową.

Korzystnie, nakłada się warstwę diamentu amorficznego na krawędzi tnącej o grubości około 2000 angstremów.

Ostrze golarki, zawierające część korpusową z klinową zaostrzoną krawędzią o kącie rozwarcia mniejszym niż 30° i promieniu wierzchołkowym mniejszym niż 1200 angstremów oraz warstwę diamentu amorficznego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że warstwa diamentu amorficznego jest umieszczona bezpośrednio na części korpusowej.

Korzystnie, warstwa diamentu amorficznego ma przynajmniej 40 procentowy udział wiązań węglowych sp3 i przezroczystość w obszarze światła widzialnego.

Korzystnie, warstwa diamentu amorficznego posiada wydłużenie większe niż 2:1.

Korzystnie, na warstwie diamentu amorficznego jest umieszczona przylegająca warstwa polimerowa.

178 753

Korzystnie, warstwa diamentu amorficznego posiada grubość około 2000 angstremów.

Korzystnie, warstwa diamentu amorficznego umieszczona na części wierzchołkowej i powierzchniach bocznych klinowej krawędzi ma grubość przynajmniej 400 angstremów, od zaostrzonej części wierzchołkowej części korpusowej do odległości czterdziestu mikrometrów od zaostrzonej części wierzchołkowej i ma promień wierzchołkowy mniejszy niż 1000 angstremów.

Korzystnie, ostrze ma stalową część korpusową z wielokrotnie mechanicznie szlifowaną klinową krawędzią.

Korzystnie, warstwa diamentu amorficznego posiada przynajmniej 40 procent wiązań węglowych sp3 i ma położoną na niej przylegającą warstwę polimerową.

Według tego wynalazku, krawędzie tnące ostrzy golarek posiadają ulepszone właściwości mechaniczne dzięki nałożeniu na zaostrzoną krawędź podłoża powłoki z diamentu amorficznego. Materiały takie mogąbyć scharakteryzowane jako posiadające przynajmniej 40 procent wiązań węglowych sp3, twardość przynajmniej 45 gigapaskali i moduł przynajmniej 400 gigapaskali. Dodatkowo, materiały takie nie są korodowane przez gorące roztwory wodne i składniki powszechnie używane przy goleniu. Materiały posiadające te charakterystyki są określane jako diament amorficzny. W odróżnieniu od materiału diamentu amorficznego według tego wynalazku, tradycyjne powłoki podobne do diamentu (DLC), wytwarzane za pomocą takich tradycyjnych metod jak rozpylanie, nie wykazują tak wysokiej twardości. W odróżnieniu od diamentu amorficznego powłoki typu DLC typowo posiadają twardość nie przekraczającą 30 gigapaskali.

Ekstremalna twardość i sztywność nałożonej powłoki z diamentu amorficznego może zapewnić wytrzymałość bardzo cienkiej krawędzi ostrza golarki. Bardzo cienka krawędź ostrza może zapewnić zwiększony komfort golenia, ale jest praktyczna tylko, jeśli krawędź jest wystarczająco wytrzymała, aby wytrzymać golenie. Cienka krawędź, wzmocniona przez powłokę o grubości 400 do 2000 angstremów diamentu amorficznego, zawiera wykończoną krawędź, która jest znacznie cieńsza niż krawędzie znanych ostrzy, co jest połączone z odpowiednią wytrzymałością, aby wytrzymywała golenie. Jest to osiągnięte dzięki niezwykłej wytrzymałości powłoki z diamentu amorficznego.

Dzięki cienkiej krawędzi jest osiągane duże wydłużenie, czego uzyskanie umożliwia szczególny proces osadzania za pomocą łuku katodowego, wykorzystywanego w tym wynalazku do wytwarzania powłok z diamentu amorficznego. „Wydłużenie” jest rozumiane jako stosunek pierwszej odległości od zakończenia powłoki do zakończenia podłoża, do drugiej odległości od powierzchni powłoki do zakończenia podłoża.

Wydłużenie stanowi użyteczną miarę wpływu powłoki na geometrię znajdującego się pod nią ostrza podłoża - im większe albo wyższe jest wydłużenie powłoki, tym „ostrzejsze” jest pokryte ostrze w porównaniu z ostrzem pokrytym przy niższym wydłużeniu. Dalszą konsekwencją bardzo dużej wytrzymałości powłok z diamentu amorficznego jest to, że nałożenie takiej powłoki na ostrze golarki o normalnym przekroju zapewnia dłuższy okres użytkowania.

Jednostka goląca może być typu jednorazowej wkładki, przystosowanej do przyłączania i odłączania od rączki golarki, albo może być integralna z rączką, tak, że kompletna golarka jest wyrzucana, kiedy ostrze albo ostrza się stępią. Powierzchnie przednia i tylna kontaktujące się ze skórą współpracują z krawędzią (albo krawędziami) ostrza, w celu określenia geometrii golenia.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny jednostki golącej według wynalazku, fig. 2 widok perspektywiczny innej jednostki golącej według wynalazku, fig. 3 - schematyczny widok, przedstawiający jeden przykład geometrii krawędzi ostrza golarki według wynalazku, fig. 4 - schematyczny widok przyrządu do wytwarzania ostrza zgodnie z wynalazkiem.

Figury ΙΑ - 6A przedstawiają rozwiązanie, opatentowane w USA pod numerem 5 480 527 i dotyczące konstrukcji i działania korzystnego filtrowanego łuku katodowego.

Proces odparowywania w łuku próżniowym dla powlekania albo implantacji podłoża obejmuje tarczę katodową, wykonaną z materiału, który ma być osadzany, oraz podłoże, które ma być powleczone. Tarcza jest odparowywana dzięki wysokoprądowemu, nisko

178 753

-napięciowemu wyładowaniu łuku plazmowego w komorze próżniowej, która została opróżniona do ciśnienia typowo niższego niz 0,001 milibara. Podłoża, które mają być powlekane albo implantowane, są zwykle umieszczane w komorze próżniowej, zwrócone w kierunku odparowywanej powierzchni tarczy, typowo w odległości 10-100 cm. Typowy prąd mieści się w zakresie pomiędzy 25 i 1000 amperów, przy napięciu pomiędzy 15 i 50 woltów.

Wyładowanie łuku plazmowego prowadzi prąd elektryczny pomiędzy katodą i anodą przez plazmę wytworzoną przez odparowywanie i jonizację materiału tarczy za pomocą łuku. Katodą (elektrodą ujemną) jest elektrycznie izolowane ukształtowanie źródłowe, które jest przynajmniej częściowo zużywane podczas procesu. Zużywana część katody jest nazwana „tarczą” i jest zwykle wykonana jako element wymienny, zaciśnięty w chłodzonym, niezużywanym elemencie, nazywanym korpusem katody. Anodą (elektrodą dodatnią) może być elektrycznie izolowane ukształtowanie wewnątrz komory próżniowej albo może być nią sama komora próżniowa, przy czym nie jest ona zużywana podczas procesu.

Łuk jest inicjowany na odparowywanej powierzchni tarczy katodowej, najczęściej za pomocą zetknięcia mechanicznego, iskry wysokiego napięcia albo napromieniania laserowego. Wynikowe wyładowanie łuku plazmowego jest zlokalizowane w jednej albo większej ilości ruchomych punktów łukowych na powierzchni tarczy katodowej, ale jest rozprowadzone na dużym obszarze anody. Bardzo wysoka gęstość prądu w punkcie łukowym na katodzie, szacowana na 10⁶ - 10⁸ amperów/cm , powoduje lokalne podgrzewanie, odparowywanie i jonizację materiału źródła katodowego.

Każdy punkt łukowy emituje strumień plazmy w kierunku w przybliżeniu prostopadłym do powierzchni tarczy katodowej, tworząc smugę świetlną, rozciągającą się w rejonie pomiędzy katodą i anodą. Podłoże, które ma być powleczone albo implantowane, znajduje się pomiędzy albo w sąsiedztwie katody i anody. Para materiału katody typowo jest dalej przyspieszana w kierunku powierzchni podłoża za pomocą przyłożonego napięcia i kondensuje się albo osadza na powierzchni podłoża. Podczas procesu odparowywania do komory próżniowej mogą być wprowadzane gazy reakcyjne, czego wynikiem jest tworzenie się mieszanin materiałów, wliczając materiał tarczy, gaz reakcyjny i/lub materiał podłoża.

Poniżej około 70 - 100 amperów prądu łuku, w zależności od materiału tarczy, na powierzchni materiału źródła katodowego istnieje tylko jeden punkt łukowy. Przy wyższych wartościach prądu łuku na powierzchni tarczy może istnieć jednocześnie wiele punktów łukowych, przy czym każdy przyjmuje równą część całkowitego prądu łuku. Punkt łukowy, przy braku przyłożonych pól magnetycznych, dąży do przemieszczania się w sposób losowy dookoła powierzchni tarczy, pozostawiając na powierzchni tarczy szlak mikroskopijnych, podobnych do kraterów elementów.

Zewnętrznie przyłożone pole magnetyczne wywiera na strumień łuku siłę w kierunku prostopadłym zarówno do linii pola jak i strumienia, przy czym może ono mieć dominujący wpływ na wielkoskalowy średni ruch punktu łukowego, pomimo tego, że małoskalowy ruch łuku pozostaje pół-losowy. Kierunek ruchu punktu łukowego w polu magnetycznym jest przeciwny albo „wsteczny” do kierunku wektora J*B, spodziewanego zgodnie z prawem Ampera, kiedy rozpatrujemy prąd elektronowy emitowany z katody. Fenomen ten jest spowodowany zespołem efektów dynamicznych wewnątrz strumienia łuku, przy czym był on szeroko obserwowany i omawiany.

Niepożądanym efektem ubocznym odparowywania materiału tarczy w punkcie łukowym jest wytwarzanie kropel stopionego materiału tarczy, które są wyrzucane z tarczy przez siły reakcji w związku z rozszerzeniem strumienia pary. Krople te są powszechnie nazywane makrocząsteczkami, a wielkość ich średnicy mieści się w zakresie od submikrona do dziesiątków mikronów. Makrocząsteczki mogą się osadzić w powłoce kiedy lądują one na podłożu, które ma być powlekane, tworząc niepożądane nieregulamości, albo też makrocząsteczki mogą wbić się w podłoże i później odpaść, tworząc w powłoce zagłębienia.

W celu zmniejszenia ilości makrocząsteczek zawartych w powłoce na podłożu obmyślano różne sposoby. Sposoby te dzielą się generalnie na dwie kategorie: (1) pierwsza kategorią wykorzystująca pewną formę pola magnetycznego w celu kontrolowania i przyspieszania łuku, zmniejszając w ten sposób wytwarzanie makrocząsteczek, oraz (2) druga kategoria, wy

178 753 korzystująca przyrząd filtrujący pomiędzy źródłem katodowym i podłożem, tak, aby przesyłać zjonizowaną frakcję materiału wychodzącego z katody do podłoża, ale zablokować roztopione krople.

Metody magnetyczne z pierwszej kategorii są generalnie prostsze niż metody filtrujące, ale nie eliminują całkowicie wytwarzania makrocząstek. Metody filtracyjne z drugiej kategorii są ogólnie bardziej skuteczne w usuwaniu makrocząstek niż metody magnetyczne, ale wymagają kompleksowego przyrządu i znacznie zmniejszają ilość materiału wychodzącego ze źródła.

Metody filtracyjne działają poprzez umieszczanie podłoża poza linią widzenia powierzchni tarczy katodowej, tak, aby makrocząsteczki emitowane z katody nie uderzały bezpośrednio w podłoże. Ustawiony pod kątem przewód filtrujący jest wstawiony pomiędzy katodę i podłoże, w celu transportowania plazmy do podłoża.

W celu osiągnięcia podłoża, naładowana plazma emitowana ze źródła katodowego jest odchylana elektromagnetycznie wewnątrz przewodu filtrującego o kąt 45-180°, tak, aby przeszła ona przez wygięcie przewodu filtrującego i uderzyła w podłoże. Nienaładowane makrocząsteczki nie są odchylane przez pole elektromagnetyczne i poruszają się dalej po kursie, który uderza w ściany przewodu filtrującego, tak, że w przypadku idealnym, makrocząstki nie osiągają podłoża. Jednak w praktyce odskakiwanie makrocząstek od ścian filtru i/lub porywanie małych cząstek w plazmie może spowodować przejście części makrocząstek przez filtr i osiągnięcie przez nie podłoża.

Wcześniejsze łuki katodowe z filtracją bazowały na kołowej albo cylindrycznej katodzie i geometrii filtru, generalnie ograniczając potencjalne zastosowania dla małego podłoża albo specjalnych kształtów.

Przykłady wcześniejszych prac, związanych z odparowywaniem łukowym są opisane w kilku patentach. Patent USA nr 484 82 opisuje wykorzystanie próżniowego odparowywania łukowego do osadzania powłoki na podłożu. Patent USA nr 2 972 695 opisuje magnetycznie stabilizowany przyrząd do próżniowego odparowywania łukowego. Patenty USA nr 3 625 848 i 3 836 451 opisują przyrządy do odparowywania łukowego ze szczególnymi ukształtowaniami elektrod i wykorzystanie pola magnetycznego do zwiększenia tempa odparowywania oraz kierowania jonów na podłoże. Patenty USA nr 3 783 231 i 3 793 179 opisują szczególne układy elektrod i osłon, oraz opisują wykorzystanie pola magnetycznego aktywowanego kiedy tylko punkt łukowy schodzi z pożądanej powierzchni odparowywania materiału źródła katodowego.

Przykłady łuków katodowych ograniczonych wewnątrz ścieżki kołowej albo o kształcie toru wyścigowego, znajdującej się nad katodą są przedstawione w patentach USA nr 4 724 058, 4 673 477 oraz 4 849 088. Każde z nich opisuje przyrząd do odparowywania łukowego wykorzystujący łukowe pole magnetyczne o kształcie zamkniętej pętli tunelu, które zamyka punkt łukowy w trajektorii zamkniętej pętli w położeniu nieruchomym albo ruchomym na powierzchni katody. Zamknięcie i przyspieszenie hiku przez pole magnetyczne ma zmniejszać wytwarzanie przez wyładowanie hiku makrocząstek. Środki wymagane do wytwarzania takiego pola magnetycznego są szeroko znane w dziedzinie płaskiego rozpylania magnetronowego.

Znane są także, na przykład z patentów USA 4 673 477 i 4 849 088, sposoby polegające na przemieszczaniu środków generujących łuk, zarówno mechanicznie, albo przy wykorzystaniu wielu elektromagnesów.

Przykład wydłużonych, cylindrycznych katod są zawarte w patentach USA 4 609 564, 4 859 489, 5 037 522 oraz 5 269 898, z których wszystkie opisują wykorzystywanie wydłużonej katody o kształcie cylindra albo pręta i wykorzystywanie własnego pola magnetycznego prądu tuku do wymuszenia jego mchu wzdłuż długości katody. W opisie patentowym USA 5 269 898 podane jest, że generowanie makrocząstek może być zmniejszone dzięki zastosowaniu dodatkowego, osiowego składnika pola magnetycznego, w celu przyspieszenia i kontrolowania ruchu hiku.

Patent USA nr 4 492 845 opisuje przyrząd do odparowywania łukowego, wykorzystujący katodę pierścieniową, w którym odparowywaną powierzchnią katody jest jej ściana zewnętrzna, zwrócona w kierunku cylindrycznej anody o większej średnicy i większej długości niż katoda. Podłoża, które mają być powlekane, znajdują się wewnątrz pierścienio

178 753 wej katody, przy czym nie są zwrócone w kierunku odparowywanej powierzchni, i są powleczone zjonizowanym materiałem, odbijanym przez pole elektromagnetyczne anody. Współosiowe pole magnetyczne jest opisane dla wzmocnienia odbicia od anody. Makrocząstki wyrzucane z powierzchni katody nie są odbijane elektrycznie przez anodę (chociaż mogą się odbić mechanicznie). W rezultacie zmniejszona jest zawartość makrocząstek w powłoce.

Patent USA nr 5 279 723 opisuje przyrząd podobny do oryginalnego filtru Aksenov’a, wykorzystujący przewód cylindryczny zagięty o 45 stopni, kołową albo stożkową katodę i anodę, oraz zawierający usprawnienia różnych składników, wliczając kształt katody i wewnętrzne przegrody, które zmniejszają przesyłanie makrocząstek.

Patent USA nr 4 452 686 opisuje prosty, cylindryczny przewód filtrujący bez zagięcia, kołową katodę umieszczoną na jednym końcu przewodu, zwoje elektromagnesu, wytwarzające w przewodzie solenoidalne pole magnetyczne, z albo bez dodatkowej elektrody, umieszczonej w centrum przewodu, która blokuje bezpośrednią linię widzenia osadzania z katody do podłoża. Plazma emitowana przez katodę jest odchylana przez pola magnetyczne i elektryczne na ścianie przewodu i centralnej elektrodzie i transportowana przez przewód wzdłuż pola magnetycznego i dookoła elektrody centralnej. Nienaładowane mikrocząstki nie są odchylane przez pola magnetyczne albo elektryczne i są przechwytywane przez elektrodę centralną.

Patent USA nr 5 282 944 opisuje urządzenie nieco podobne do znanego z USA 4 452 686, wykorzystujące prosty, cylindryczny przewód filtrujący i osłonę centralną, która zapobiega bezpośredniemu osiągnięciu podłoża przez makrocząstki emitowane z katody pod niskimi kątami. Zwoje elektromagnetyczne generują wewnątrz przewodu pole magnetyczne, które jest solenoidalne w pobliżu ściany przewodu. Odparowywaną powierzchnią katody jest w tym przypadku zewnętrzna powierzchnia krótkiego cylindra, zorientowanego współosiowo z przewodem filtrującym, tak, ze plazma emitowana z katody jest kierowana promieniowo na zewnętrzną ścianę przewodu filtrującego i jest odchylana w przybliżeniu o 90 stopni przez pole magnetyczne i pole elektryczne na ścianach przewodu, oraz transportowana wzdłuż pola magnetycznego do końca przewodu, na którym jest umieszczone podłoże. Elektrody wewnętrzne są ujawnione, w celu wzmocnienia odchylania plazmy na końcu kołowego przewodu filtrującego przeciwległym do końca, na którym jest umieszczone podłoże.

Żadne z wcześniejszych opracowań nie ujawnia katody posiadającej odparowywaną powierzchnię o kształcie prostokątnym i wykorzystującej odwrócenie biegunowości pola magnetycznego do kontrolowania ruchu łuku po powierzchni katody, ani przewodu filtrującego posiadającego prostokątny przekrój.

Prostokątne źródła osadzające są pożądane do powlekania dużych podłoży, powlekania materiału arkuszowego w postaci rolki i do powlekania ciągłych strumieni mniejszych podłoży na przenośniku liniowym albo kołowej karuzeli. Rozwój prostokątnych, płaskich katod natryskujących magnetronowo w latach 70-tych doprowadził do szerokiego wykorzystywania natryskiwania do powlekania podłóż w takich ukształtowaniach (patrz, na przykład, katoda natryskująca magnetronowo Welty, patenty USA nr 4 865 708 i 4 892 633).

Źródła łuku katodowego z filtracją posiadają taką zaletę, że strumień pary materiału katody, emitowany ze źródła, jest całkowicie zjonizowany, w przeciwieństwie do metod osadzania nie bazujących na łuku elektrycznym, takich jak odparowywanie i natryskiwanie. Strumień całkowicie zjonizowanej pary ze źródła prostokątnego pozwoli na lepsze kontrolowanie energii atomów docierających do podłoża dla powlekania albo implantacji, i zwiększy reaktywność pary przy tworzeniu związków z gazami chemicznie czynnymi w systemie, albo bezpośrednio z podłożem.

Poniżej opisane jest rozwiązanie mające zalety łuku katodowego z filtracją (całkowicie zjonizowany strumień pary, eliminacja rozpryśniętych kropel) i zalety prostokątnego źródła (jednolite odparowywanie ze źródła i jednolite osadzanie na podłożu z wykorzystaniem ruchu liniowego), w celu powleczenia albo implantacji długiego albo dużego podłoża.

Obecnie opisywane rozwiązanie dostarcza środki do wytwarzania i kierowania wiązki plazmy na obszarze prostokątnym, w celu utworzenia powłoki albo wykonania na podłożu implantacji jonowej. Prostokątna katoda jest zamontowana w zagiętym przewodzie o pro

178 753 stokątnym przekroju, który ogranicza plazmę i odchyla ją w kierunku rejonu podłoża, jednocześnie przechwytując stopione krople materiału katody także wytwarzane przez łuk. Rejon przewodu plazmowego, w którym jest zamontowana katoda, jest tutaj określany jako ramię wejściowe przewodu, podczas kiedy podłoże jest zamontowane w sąsiedztwie ramienia wyjściowego przewodu.

Pole magnetyczne jest wytwarzane wewnątrz przewodu, który kieruje plazmę przez przewód, jednocześnie powodując ruch łuku w jednym kierunku wzdłuz długości prostokątnej katody. Kiedy łuk osiąga koniec katody, czujnik dostarcza sygnał, po którym jest odwracana polaryzacja przynajmniej części pola magnetycznego, powodując ruch łuku w kierunku przeciwnym i przemieszczanie się w kierunku przeciwległego końca katody. Polaryzacja pola magnetycznego jest przełączana zawsze kiedy łuk osiąga jeden z końców katody, w ten sposób przemieszczając łuk do tyłu i do przodu wzdłuż długości prostokątnej katody.

Pomimo, że polaryzacja (kierunek) pola magnetycznego jest ciągle odwracana, kształt pola magnetycznego i jego orientacja względem przewodu korzystnie pozostaje ta sama, a plazma jest przesyłana przez przewód przy każdej polaryzacji. W korzystnej postaci wykonania, rejon zbiegania się linii pola magnetycznego w sąsiedztwie katody tworzy lustro magnetyczne, które odbija plazmę w kierunku wyjścia z przewodu.

Ruch łuku wzdłuż długości tarczy katodowej jest spowodowany składnikiem pola magnetycznego przyległym do powierzchni tarczy, który jest równoległy do płaszczyzny powierzchni tarczy i prostopadły do długiej osi tarczy prostokątnej. Dla składników strumienia magnetycznego przy tej orientacji są możliwe dwie polaryzacje (kierunki). Kiedy pole posiada jedną polaryzację, łuk porusza się wzdłuż długości katody w kierunku nadanym przez wsteczny wektor J*B, jak to opisano powyżej. Kiedy pole posiada przeciwną polaryzację, łuk porusza się wzdłuż długości katody w kierunku przeciwnym.

Poprzez odwrócenie polaryzacji pola magnetycznego bazujące na sygnałach z czujników umieszczonych na końcach katody, jednocześnie utrzymując orientację linii strumienia względem powierzchni tarczy, kierunek ruchu łuku wzdłuż długości katody może być periodycznie odwracany, powodując przemieszczanie się łuku do tyłu i do przodu wzdłuż długości prostokątnej katody.

Odwracalne pole magnetyczne, sąsiadujące z odparowującą powierzchnią tarczy, które powoduje ruch łuku wzdłuż długości tarczy, może być wytwarzane z wykorzystaniem zwoi elektromagnetycznych umieszczonych na zewnątrz przewodu albo wewnątrz korpusu katody. Wcześniej znano już sposoby wytwarzania odwracalnego pola wykorzystujące własne pola magnetyczne prądu łuku przepływającego przez prostokątną katodę. Na przykład łączenie prądu łuku jednocześnie z oboma końcami prostokątnej katody i zmienianie części całkowitego prądu, który dopływa do każdego końca katody, w zależności od sygnałów z czujników umieszczonych na końcach katod, będzie wytwarzało składnik pola magnetycznego o orientacji wymaganej do powodowania ruchu łuku wzdłuż długości katody, jak to opisano w patencie USA nr 5 269 898.

Ponieważ kierunek, w którym przepływa większość prądu łuku wewnątrz prostokątnej katody, jest odwracany w zależności od sygnałów z czujników, polaryzacja (kierunek) składnika pola magnetycznego równoległego do powierzchni tarczy także się odwraca, odwracając w ten sposób kierunek przemieszczania się łuku wzdłuż długości tarczy. Podobnie, jak to także opisano w patencie USA nr 5 269 898, składnik pola magnetycznego, który powoduje przemieszczanie się łuku, może także być wytwarzany poprzez przechodzenie prądu kontrolnego wzdłuż długości katody i odwracanie jego kierunku w zależności od sygnałów z czujników, albo poprzez przełączanie wejścia prądu łuku z jednego końca katody do drugiego, jak to opisano w patencie USA nr 5 037 522. Wcześniej nie sugerowano wytwarzania odwracalnego pola magnetycznego poprzez wykorzystanie środków magnetycznych niezależnych od prądów przepływających przez samą katodę.

Przesyłanie plazmy przez przewód jest związane po pierwsze ze składnikiem pola magnetycznego przyległym do ścian przewodu, który jest równoległy do płaszczyzny ścian i równoległy do osi przewodu. Rozpraszanie elektronów plazmy przez pole magnetyczne w kierunku ścian przewodu wytwarza składnik pola elektrycznego prostopadły do ściany

178 753 przewodu, który odbija dodatnio naładowane jony, pozwalając im w ten sposób na kontynuację posuwu wzdłuż przewodu i dookoła zagięcia przewodu. Nienaładowane makrocząstki nie są odbijane i dzięki temu są przechwytywane przez ściany przewodu, albo przez przegrody, które mogą być zamontowane prostopadle do ściany przewodu i wystawać na krótką odległość do przewodu, w celu zmniejszenia efektu odbijania się makrocząstek od ścian przewodu. Polaryzacja składników pola magnetycznego wewnątrz przewodu i w sąsiedztwie ścian przewodu jest korzystnie przełączana jednocześnie z polaryzacją składnika pola przyległego do powierzchni tarczy, co powoduje przemieszczanie się łuku takie, że kształt pola magnetycznego na przestrzeni przewodu pozostaje ten sam, pomimo odwracania polaryzacji. W tym rozwiązaniu można odwracać polaryzację pola tylko w rejonie powierzchni tarczy, przy jednoczesnym utrzymywaniu statycznego (nieodwracalnego) pola magnetycznego w reszcie przewodu, przy wykorzystaniu elektromagnesów albo magnesów stałych. Zmiany kształtu sieci pola magnetycznego w tym drugim przypadku mogą spowodować czasowe zmiany w przesyłaniu plazmy przez przewód, jako funkcję odwracania pola w pobliżu powierzchni tarczy.

Ponieważ strumień plazmy jest wysyłany z katody najpierw w kierunku prostopadłym do powierzchni odparowywanej, ma on tendencje do uderzania w ścianę przewodu najsilniej w rejonie zewnętrznego promienia zagięcia przewodu. W celu zwiększenia przesyłu plazmy przez przewód pożądane jest zwiększenie siły pola magnetycznego w tym rejonie. Dodatkowym współczynnikiem jest to, że materiały tarczy katodowej o różnych masach atomowych i temperaturach topnienia są wysyłane z tarczy z różnymi prędkościami i energiami kinetycznymi. Jest więc pożądane zmienianie siły pola magnetycznego, zwłaszcza w rejonie zagięcia przewodu, w celu optymalizacji przesyłania różnych materiałów. Zgodnie z tym, w sąsiedztwie zewnętrznego promienia zagięcia kanału, przeciwległe do odparowującej powierzchni tarczy, jest dostarczony oddzielny zwój elektromagnesu, w którym prąd może korzystnie być zmieniany niezależnie od prądu w innych zwojach, wytwarzających fragmenty pola magnetycznego w przewodzie.

Należy zauważyć, że w poprzednich rozwiązaniach przewodów plazmowych (albo w bezpośredni sposób, że wcześniejsze rozwiązania mogły się rozciągać na przewody prostokątne), w których jeden albo więcej zwojów elektromagnetycznych jest umieszczonych otaczając przewód w celu wytworzenia solenoidalnego pola magnetycznego na długości przewodu, druty tworzące zwój (zwoje) muszą koniecznie być oddalone od siebie o mniejszą odległość na promieniu wewnętrznym zagięcia przewodu, niż na promieniu zewnętrznym. Wynikiem tego jest to, że pole magnetyczne wewnątrz przewodu posiada większą siłę w kierunku wewnętrznego promienia przewodu, gdzie druty są mniej oddalone od siebie, a mniejszą siłę w kierunku zewnętrznego promienia przewodu, gdzie uderza strumień plazmy łuku.

Wcześniejsze rozwiązania nie poruszają aspektu, w którym siła pola magnetycznego wewnątrz przewodu, na zewnętrznym promieniu zagięcia, może być wzmocniona do równej albo przewyższającej siłę pola na promieniu wewnętrznym, w celu zwiększenia przesyłania plazmy przez przewód.

Pole elektryczne prostopadłe do ściany przewodu, odbija dodatnio naładowane jony od ściany przewodu, jest wytwarzane poprzez poprzeczne rozpraszanie elektronów plazmy w polu magnetycznym równoległym do ścian przewodu filtrującego. Możliwe jest także odbijanie jonów od ściany przewodu przez wytwarzanie w pobliżu ściany rejonu, w którym linie strumienia magnetycznego zbiegają się po osiągnięciu ściany w kierunku w przybliżeniu prostopadłym, tworząc rejon znany jako lustro magnetyczne. Elektrony plazmy osiągające ścianę są odbijane albo opóźniane kiedy osiągają rejon zbiegania się linii strumienia, tworząc gradient gęstości elektronów, wywołujący pole elektryczne, które także odbija jony plazmy. Lustra magnetyczne są powszechnie wykorzystywane do ograniczania plazmy w przyrządach laboratoryjnych i innych urządzeniach plazmowych.

Umieszczenie rejonu lustra pola magnetycznego w ramieniu wejściowym wytwarza korzystny kierunek dla przepływu plazmy w kierunku ramienia wyjściowego przewodu, jednocześnie dostarczając składnik pola magnetycznego (równoległy do powierzchni tarczy i prostopadły do jej długości osi), który powoduje ruch łuku wzdłuż długości tarczy. Odwrócenie

178 753 polaryzacji pola lustra magnetycznego, i w ten sposób składnika pola równoległego do powierzchni tarczy, powoduje odwrócenie kierunku przemieszczania się łuku po powierzchni tarczy, bez zmieniania kształtu albo działania pola lustra.

Prostokątny kształt pola magnetycznego i metody kontrolowania umożliwiają zwłaszcza wytworzenie zwartego, skutecznego źródła plazmy z prostokątnym otworem wyjściowym, który może być wykonany tak długi, jak to jest potrzebne, dostarczając w ten sposób zalet łuku katodowego z filtracją w połączeniu z zaletami prostokątnego źródła osadzającego. Technika odwracania pola dla kontrolowania łuku na powierzchni katody pozwala na zmniejszenie szerokości katody do dużo mniejszej, niż jest to możliwe przy wykorzystaniu łuku w stylu toru wyścigowego.

Przewód plazmowy może być więc wykonany o wiele węższy i krótszy, czego wynikiem jest zwarte ukształtowanie, które jest łatwiejsze do zintegrowania z systemem próżniowym niż zajmujące wiele miejsca filtry wcześniejsze, zwłaszcza w systemach zawierających wiele źródeł plazmy. Wąska katoda i przemieszczający się łuk także pozwalają na bardziej jednolitą erozję tarczy wzdłuż jej długości i lepsze wykorzystanie materiału tarczy, niż jest to możliwe przy płaskich katodach w stylu toru wyścigowego.

Źródło może rozciągać się na nieokreślonej długości, dostarczając w ten sposób zastosowaniom wymagającym prostokątnych albo rozciągniętych źródeł pary zalet osadzania za pomocą łuku z filtracją albo implantacji.

Rozwiązanie opisuje sposób wytwaizania i kierowania wiązki plazmy nad prostokątnym obszarem, w celu wytworzenia powłoki albo dokonania jonowej implantacji podłoża.

Figura 1A przedstawia wcześniejszą katodę łuku 20, połączoną z filtrem 22, zdolnym do oddzielania makrocząstek ze strumienia jonowego wytworzonego przez wyładowanie łuku katodowego. Katoda 20 ma kształt stożka ściętego, posiadającego kołową powierzchnię czołową i stożkowe boki. Filtr 22 zawiera dwa solenoidy, rozciągające się od podstawy do wierzchołka, umieszczone pod kątem 45° do siebie nawzajem, w celu dostarczenia linii widzenia od punktu łukowego na katodzie do podłoża 24, które ma być powleczone, jednocześnie dostarczając ścieżkę dla przepływu jonów i elektronów, przy czym zawiera on szereg przegród do chwytania makrocząstek.

Odwołując się do schematycznego widoku z fig. 2A, korzystny przykład wykonania tego wynalazku może być rozumiany jako zawierający na korpusie katody 31 tarczę katodową 30. Tarcza 30 posiada odparowywaną powierzchnię 33 o kształcie prostokątnym. W korzystnym przykładzie wykonania katoda 30 jest węglowa, ale może być wykonana z jakiegokolwiek odpowiedniego materiału odparowywanego. Korpus katody 31 jest zamontowany w uchwycie 32 i umieszczony w ramieniu wejściowym 36 przewodu plazmowego 34. Katoda 30 jest połączona z wyjściem ujemnym źródła mocy 28 łuku, a przewód plazmowy 34 (który służy także za anodę) jest połączony z wyjściem dodatnim źródła mocy łuku. Zapalnik łuku 35 jest dostarczony w celu inicjowania wyładowania łukowego pomiędzy katodą 30 i anodą 34. Katoda 30 i powierzchnia odparowywana 33 mogą także być otoczone przez izolatory 86 (patrz fig. 4A). Elektroda wewnętrzna 82 jest zamontowana wewnątrz przewodu plazmowego 34, tak samo jak czujnik 84.

Przewód plazmowy 34 posiada prostokątny kształt przekroju o wymiarach podobnych do katody 30. Przewód plazmowy zawiera zagięcie w osi przebiegającej wzdłuż linii centralnej przewodu plazmowego. W przykładzie wykonania tutaj przedstawionym, równoważny punkt łuku promienia wewnętrznego 37 pokazany jest na jednej ze ścian przewodu, przy czym wynosi on około 90°, ale do zastosowania w niniejszym wynalazku odpowiedni jest kąt wewnętrznego promienia w zakresie w przybliżeniu 15° do 120°. Równoważny łuk zewnętrznego promienia jest oznaczony ogólnie numerem odnośnika 39. Przewód plazmowy 34 posiada ramię wejściowe 36 i ramię wyjściowe 38 po obu stronach punktu łuku promienia wewnętrznego 37. Katoda 30 jest zamontowana na izolowanym uchwycie 32, na, albo blisko końca ramienia wejściowego, tak, że powierzchnia odparowywana 33 katody jest zwrócona w kierunku przewodu plazmowego. W obszarze na albo blisko końca ramienia wyjściowego 38 może się znajdować jedno albo więcej podłóż 44, które mająbyć powleczone.

178 753

Dookoła przewodu plazmowego 34 jest umieszczony zestaw elektromagnesów. Magnes 46 jest połączony ze źródłem mocy 52 zwojów i znajduje się blisko ramienia wejściowego 36 przewodu plazmowego. Magnes 48 jest połączony ze źródłem mocy zwojów 52 i znajduje się blisko zewnętrznego promienia 39 zagięcia przewodu plazmowego 34. Magnes 50 jest solenoidem połączonym ze źródłem mocy 52 zwojów i owija się dookoła fragmentu ramienia wyjściowego 38 przewodu plazmowego. Widok perspektywiczny z fig. 3A pokazuje położenie magnesów 46, 48 i 50 względem przewodu plazmowego 34, przy czym magnes 46 znajduje się blisko ramienia wejściowego 38, magnes 48 blisko zewnętrznego promienia 39 zagięcia, a magnes 50 owija się dookoła ramienia wyjściowego 38.

Zgodnie z fig, 4A, może być zrozumiane, ze magnes 46 zawiera zwój 70, owinięty dookoła centralnego pręta 72 materiału magnetycznego przepuszczalnego, przy czym płyty końcowe 74 są przymocowane do każdego końca pręta centralnego. Podobnie, magnes 48 zawiera uzwojenie 76, owinięte dookoła pręta centralnego 78 materiału magnetycznie przepuszczalnego, przy czym płyty końcowe 80 są przymocowane do każdego końca pręta centralnego. W przedstawionym przykładzie wykonania, płyty końcowe 80 magnesu 48 są wykonane z materiału magnetycznie przepuszczalnego, podczas kiedy płyty końcowe 74 magnesu 46 są wykonane z materiału nieprzepuszczalnego, w celu nadania kształtu pola magnetycznego w pożądany sposób.

Znowu zgodnie z fig. 2A, można zauważyć, że przewód 54 dostarcza wodę do katody 30. Przewód plazmowy 34 i elektroda wewnętrzna 82 także mogą być korzystnie chłodzone wodą, ale nie pokazano przyrządów do takiego chłodzenia. Do podłoża 44 może być przyłożone napięcie wstępne, a podłoże może być podczas osadzania tradycyjnie obracane i/lub przemieszczane ruchem postępowym. W korzystnym przykładzie wykonania, przewód plazmowy 34 i podłoże 44 są zawarte wewnątrz komory (nie pokazanej), w której jest wytwarzane podciśnienie. W innym korzystnym przykładzie wykonania, przewód plazmowy 34 i uchwyt katody 32 przewodu znajdują się w próżni, podczas kiedy na zewnątrz przewodu panuje ciśnienie atmosferyczne.

Przechodząc do przekrojów z fig. 4A i 5A, które są opisane tymi samymi numerami odnośników co poprzednie, mogą być zrozumiane teraz pewne dodatkowe szczegóły systemu według opisywanego rozwiązania. Można zauważyć, że zagięcie przewodu plazmowego 34 służy zlikwidowaniu linii widzenia pomiędzy katodą 30 i podłożem 44 (nie pokazanym na fig. 4A albo 5A, ale, co zrozumiałe, znajdującym się na końcu albo blisko końca ramienia wyjściowego 38 przewodu). Ściany wewnętrzne ramienia wyjściowego 38, ramienia wejściowego 36 i zagięcia przewodu plazmowego 34 są korzystnie wyłożone pewną ilością oddalonych od siebie przegród 52, które sąprostopadłe do ścian wewnętrznych i równoległe do siebie.

Zgodnie z fig. 4A, można na niej zauważyć elektrycznie odizolowaną elektrodę wewnętrzną 82, zamontowaną wewnątrz przewodu plazmowego 34. Może ona być elektrycznie pływająca względem anody albo może ona posiadać dodatnie napięcie względem anody. Według fig. 5A, w sąsiedztwie każdego końca odparowywanej powierzchni katody 30 może się znajdować para czujników 54, przy czym czujnik 54A znajduje się w sąsiedztwie lewego, a czujnik 54B w sąsiedztwie prawego końca.

Magnesy 46, 48 i 50 wytwarzają pole magnetyczne przedstawiane przez linie strumienia magnetycznego, które mogą być lepiej zrozumiane w odniesieniu do fig. 6A. Linie strumienia magnetycznego 60 są zorientowane w kierunku równoległym do osi przewodu plazmowego 34, wewnątrz ramienia wyjściowego 38. Linie strumienia magnetycznego 62 są zorientowane, wewnątrz rejonu ramienia wejściowego 36 bliskiego katodzie, w kierunku równoległym do powierzchni odparowywanej 33 katody 30. Linie strumienia magnetycznego zbiegają się w rejonie 64, wewnątrz ramienia wejściowego 36, tworząc lustro magnetyczne, sąsiadujące z odparowywaną powierzchnią 3 3 katody 30.

Magnesy 50 i 46 posiadają 600 amperozwojów, podczas kiedy magnes 48 posiada 200 amperozwojów. W tym przypadku, siła pola w centrum ramienia wyjściowego 38 przewodu wynosi w przybliżeniu 50 gausów. Można w tym przypadku zaobserwować, że gęstość strumienia (siła pola) na zewnętrznym promieniu 39 zagięcia przewodu jest w przybliżeniu równa gęstości strumienia na wewnętrznym promieniu 37 zagięcia. Poprzez regulację ilości zwojów

178 753 w uzwojeniu 76 magnesu 48, albo prądu przez nie przepływającego (to znaczy, regulację amperozwojów), gęstość strumienia na zewnętrznym promieniu 39 zagięcia może być regulowana, niezależnie od gęstości strumienia, w dowolnym miejscu przewodu.

Czujniki 54A i 54B (patrz fig. 5A) są zdolne do wykrycia punktu łukowego i wytworzenia sygnału, kiedy tylko punkt łukowy dotrze odpowiednio do lewego albo prawego końca katody 30. Czujniki 54 mogą na przykład, składać się z elektrycznie odizolowanych drutów, wystających do przewodu plazmowego 34, przy czym druty są połączone z anodą przez opornik (nie pokazany) o oporze np. 1000 omów, dostarczając w ten sposób napięcie elektryczne kiedy tylko łuk dotrze do drutu.

Alternatywnie, czujniki 54 mogą zawierać diodę światłoczułą która wykrywa emisję światła ze strumienia łuku, albo czujnik pola magnetycznego, który wyczuwa pole magnetyczne łuku. Źródło mocy 52 zwojów (patrz fig. 2A), posiada przełącznik, zdolny do odwracania kierunku przepływu prądu przez magnesy, i jest połączone tradycyjnymi środkami kontrolnymi (nie pokazanymi) z czujnikami 54, tak, aby powodować odwrócenie pola magnetycznego. Odwrócenie pola magnetycznego może zajść jednocześnie we wszystkich magnesach i odwrócić kierunek linii strumienia magnetycznego, bez zmieniania kształtu linii strumienia albo ich orientacji względem przewodu plazmowego. Alternatywnie może być odwracany jedynie jeden albo oba magnesy 46 i 48.

W pożądanym ukształtowaniu systemu według tego rozwiązania (nie pokazanym oddzielnie), magnesy są zasilane niezależnie przez więcej niż jedno źródło mocy 52 zwojów. Wykorzystanie więcej niż jednego źródła mocy zwojów umożliwia zmienianie prądów magnesów niezależnie od siebie, w celu niezależnego regulowania siły pola magnetycznego w różnych częściach przewodu plazmowego 34. W tym samym czasie każde z oddzielnych źródeł mocy zwojów jest wyposażone w systemy kontrolne tak, aby, po uruchomieniu przez sygnał z czujników 54, wszystkie one jednocześnie odwracały kierunek prądu.

Zasada działania rozwiązania jest następująca:

Zapalnik łuku 35 inicjuje wyładowanie łuku pomiędzy katodą 30 i przewodem plazmowym 34, który służy za anodę. Wyładowanie łuku daje początek punktowi łukowemu na powierzchni odparowywanej katody i wytwarza plazmę, zawierającą zjonizowaną parę materiału katody.

Przewód plazmowy 34 kieruje plazmę wytwarzaną przez wyładowanie łuku z katody do podłoża 44, które ma być powleczone i/lub implanta wane, i które znajduje się w, albo blisko ramienia wyjściowego 38 przewodu. Przewód plazmowy 34 posiada prostokątny kształt przekroju o wymiarach podobnych do katody 30 i posiada zagięcie osi biegnącej wzdłuż jego linii centralnej, wynoszące około 15 - 180 stopni (w przedstawionym przykładzie wykonania promień wewnętrzny 37 zagięcia wynosi 90 stopni), przy czym zagięcie przedziela linię widzenia pomiędzy ramieniem wejściowym 36 i ramieniem wyjściowym 38. Katoda 30 znajduje się na końcu, albo blisko końca ramienia wejściowego 36, przy czym jej powierzchnia odparowywana jest zwrócona w kierunku przewodu plazmowego, a podłoże 44 znajduje się na końcu, albo blisko końca ramienia wyjściowego 48.

Magnesy 46, 48 i 50 wytwarzają wewnątrz przewodu plazmowego 34 i na powierzchni odparowywanej katody 30 pole magnetyczne, które jest przedstawione za pomocą linii strumienia magnetycznego. Linie strumienia magnetycznego są zorientowane w kierunku równoległym do osi przewodu 34 wewnątrz ramienia wyjściowego 38. Linie strumienia magnetycznego są zorientowane równolegle do powierzchni odparowywanej katody 30, w rejonie ramienia wejściowego 36 na katodzie albo w pobliżu katody. Linie strumienia magnetycznego także zbiegają się w rejonie wewnątrz ramienia wejściowego 36 przewodu plazmowego 34, tworząc lustro magnetyczne, równoległe do prostokątnej katody 30. Linie strumienia magnetycznego kierują zjonizowaną parę przez zagięcie przewodu plazmowego i zmuszają punkt łukowy do generalnie liniowego ruchu wzdłuż długości powierzchni odparowywanej 33 katody 30. Lustro magnetyczne jest zorientowane w kierunku, który odbija plazmę w kierunku ramienia wyjściowego 38 przewodu plazmowego 34.

Czujniki 54 wykrywają punkt łukowy i wytwarzają sygnał kiedy tylko punkt łukowy dociera do jednego z końców wspomnianej powierzchni odparowywanej. Sygnał wysyłany

178 753 z czujników uruchamia system kontrolny, który odwraca prąd w źródle mocy 52 zwojów, odwracając w ten sposób kierunek linii strumienia magnetycznego bez zmieniania kształtu linii strumienia albo ich orientacji względem przewodu plazmowego 34. Tak więc, punkt łukowy jest zmuszany nie tylko do przemieszczania się po powierzchni prostokątnej katody 30 w kierunku liniowym, ale także do przemieszczania się do tyłu i do przodu po drodze, ogólnie, od końca do końca.

Ściany wewnętrzne przewodu plazmowego 34 są wyłożone przegrodami 52. Makrocząstki są odfiltrowywane przez zagięcie przewodu, a przegrody służą do ich chwytania.

System obejmuje długie i wąskie źródło prostokątne i względnie zwarty przewód, posiadający prostokątny przekrój o wymiarach podobnych do źródła. W ten sposób jest utworzony zwarty przewód. Dobre wyniki otrzymano, na przykład, wykorzystując tarczę katodową o długości około 30 centymetrów i szerokości 2,5 centymetra, albo o stosunku pomiędzy długością i szerokością wynoszącym około dwunastu do jednego. Ponieważ prostokątna katoda według wynalazku może być rozciągana w sposób nieokreślony, należy się spodziewać, że można osiągnąć nawet wyższe proporcje.

Skutkiem tego, może być zrozumiane, że rozwiązanie niniejsze dostarcza sposób wytwarzania i kierowania wiązki plazmy na prostokątnym obszarze, w celu wytwarzania powłoki albo wykonywania implantacji jonowej podłoża.

Jak to zostało wyjaśnione, korzyści niniejszego rozwiązania są uzyskane dzięki: (a) prostokątnemu kształtowi materiału źródła katodowego, (b) prostokątnemu kształtowi przekroju przewodu plazmowego, (c) kontrolowaniu przemieszczania się łuku po katodzie poprzez odwracanie polaryzacji pola magnetycznego, w celu spowodowania przemieszczania się łuku generalnie w kierunku liniowym do tyłu i do przodu na długości prostokątnego źródła, oraz (d) kształtowi i kontrolowaniu pola magnetycznego w przewodzie plazmowym.

Konkretnie, kształt pola magnetycznego i sterowanie łuku na prostokątnym źródle umożliwiają skonstruowanie zwartego, wydajnego źródła plazmy, z prostokątnym otworem wyjściowym, który może być wykonany tak długi, jak to jest pożądane, dostarczając w ten sposób korzystne skutki łuku katodowego z filtracją, w połączeniu z korzyściami prostokątnego źródła osadzanego. Technika odwracania pola dla sterowania łukiem pozwala na o wiele większe zmniejszenie szerokości źródła katodowego niż jest to możliwe przy wykorzystaniu pola magnetycznego w stylu toru wyścigowego według rozwiązań wcześniejszych.

Przewód filtrujący plazmę może być więc wykonany o wiele węższy i krótszy, czego rezultatem jest zwarte ukształtowanie, które jest prostsze do zintegrowania z systemem próżniowym, niż duże filtry według rozwiązań wcześniejszych. Wąska katoda i wąski, przemieszczający się liniowo łuk umożliwiają bardziej jednolitą erozję tarczy wzdłuż jej długości, czego wynikiem jest lepsze wykorzystanie materiału źródła, niż jest to możliwe przy płaskich katodach.

Niniejsze rozwiązanie pozwala źródłu rozciągać się do nieokreślonej długości, dostarczając w ten sposób zalety związane z osadzaniem za pomocą łuku z filtracją albo implantacji dla zastosowań wymagających prostokątnych albo rozciągniętych źródeł pary.

Jednostka goląca 10 zawiera ukształtowanie do przyłączania do rączki golarki i element platformowy 12, uformowany z polistyrenu wysokoudarowego, który zawiera ukształtowanie tworzące, rozciągającą się poprzecznie przednią powierzchnię 14, kontaktującą się ze skórą. Na elemencie platformowym 12 jest zamontowane ostrze prowadzące 16, posiadające zaostrzoną krawędź 18, i następne ostrze ciągnięte 20, posiadające zaostrzoną krawędź 22. Element nasadkowy 24, wykonany z uformowanego polistyrenu wysokoudarowego, posiada ukształtowanie tworzące powierzchnię 26 kontaktującą się ze skórą, która znajduje się za krawędzią ostrza 22, a do elementu nasadkowego 24 jest przymocowany kompozyt 28, pomagający w goleniu.

Jednostka goląca 30, przedstawiona na fig. 2, zawiera uformowany korpus 32 z częścią przednią 34 i częścią tylną 36. Wewnątrz korpusu 32 jest sprężyście przymocowany element zabezpieczający 38, ostrze prowadzące 40 i ostrze ciągnięte 42. Każde z ostrzy prowadzące 40 i ciągnięte 42 zawiera element ostrzowy 44, który posiada zaostrzoną krawędź 46. Kompozyt 48 pomagający w goleniu jest ciernie umocowany w zagłębieniu w części tylnej 36.

178 753

Schematyczny widok rejonu krawędziowego ostrzy 16, 20, 40 i 42 jest przedstawiony na fig. 3, dzięki której może być lepiej zrozumiane pojęcie wydłużenia. Ostrze 16, 20, 40 i 42 zawiera część korpusową 50 ze stali nierdzewnej z klinową, zaostrzoną krawędzią, wykonaną podczas ciągu operacji gładzenia, które wytwarzają część wierzchołkową 52, która posiada promień wynoszący przeważnie mniej niż 500 angstremów, z powierzchniami bocznymi 54 i 56, które odchylają się pod kątem wynoszącym około 13°. Na części wierzchołkowej 52 i powierzchniach bocznych 54, 56 jest umieszczona warstwa 60 diamentu amorficznego, która posiada grubość około 2000 angstremów, przy wydłużeniu (wydłużenie to stosunek odcinka a - odległość od wierzchołka 70, powłoki 60 diamentu amorficznego do części wierzchołkowej 52 stali nierdzewnej do grubości b warstwy 60 diamentu amorficznego) wynoszącym około 3:1.

Na warstwie 60 diamentu amorficznego jest osadzona przylegająca warstwa 72 telomeru, która posiada grubość taką, jak podczas osadzania, ale jest ona zmniejszana podczas pierwszego golenia do warstwy jednocząsteczkowej.

Przyrząd do wytwarzania ostrzy tego typu, pokazanych na fig. 3, jest przedstawiony na fig. 4. Przyrząd ten zawiera układ osadzania za pomocą hiku katodowego z filtracją, który posiada komorę 80 ze stali nierdzewnej, która jest połączona z systemem pompowania próżniowego (nie pokazanym) przez zawór 82. W komorze 80 jest zamontowana, elektrycznie izolowana, chłodzona wodą platforma podłożowa 84, na której jest umieszczony obrotowy uchwyt 86, utrzymujący stos 88 ostrzy 16, 20, 40, 42 golarek.

Zaostrzone krawędzie 18, 22 i element ostrzony 44 są ustawione w linii, prostopadle do płaszczyzny rozciągania i są zwrócone do uchwytu 86 do dołu. Silnik 90, umocowany na zewnątrz komory 80, zapewnia 180° obrót stosu 88 o określone wcześniej odcinki, w celu naprzemiennego wystawiania każdej krawędzi 18, 22, ostrza 16, 20 i elementu ostrzowego 44 na wiązkę jonów węglowych z pojedynczego źródła łuku katodowego 92, zapewniając jednolite osadzenie na obu skosach ostrza 16, 20, 40, 42.

W komorze 80 są umieszczone także dwa filtrowane źródła łuku katodowego 92, 94, przy czym każde z nich składa się z tarczy grafitowej 96 (katoda o czystości 99,99%), mechanizmu zapalającego 98 łuk i filtru 100. Filtr 100 służy do kierowania strumienia jonów węglowych (plazma łukowa) z tarczy grafitowej 96 do stosu 88 ostrzy, dzięki wykorzystaniu solenoidalnych pól magnetycznych, wytwarzanych przez uzwojenie elektryczne 102 wzdłuż długości filtru 100, i elektromagnes 104, umieszczony pod filtrem 100. Przewody 106, 108 i 110 wody chłodzącej są połączone, odpowiednio, z filtrem 100 tarczą grafitową 96 i uchwytem 86 ostrzy.

Filtr 100 jest tak skierowany, aby pomiędzy płaszczyzną 112, tworzoną przez wierzchołki ostrzy, i osią centralną 114 wyjścia kanału 116, został utworzony kąt o wielkości 40 stopni. Kąt ten został wybrany aby zapewnić, że gęsta powłoka jest całkowicie osadzona. Tarcza grafitowa 96 ma w przybliżeniu 30 centymetrów długości 2,5 centymetra szerokości i jest elektrycznie odizolowana od komory 80, podczas kiedy filtr 100 jest uziemiony. Tarcza grafitowa 96 jest połączona ze źródłem prądu stałego 118 przez przełącznik 120. Stos jest połączony przewodami 88 przez przełącznik 122 ze źródłem prądu stałego 124, albo przez przełącznik 126 ze źródłem prądu przemiennego 128.

Obrotowy uchwyt 86 podtrzymuje stos 88 z krawędziami oddalonymi 15 centymetrów od wylotu przewodu filtrującego. Stos 88 jest obracany pomiędzy położeniem, w którym jeden skos jest zwrócony w kierunku filtrowanego źródła łuku katodowego 92, i podobnym położeniem, w którym przeciwległy skos jest zwrócony w kierunku filtrowanego źródła łuku katodowego 92. Ten obrót o 180 stopni jest wykonywany raz na 10 sekund, zapewniając, że skosy są równo pokrywane.

W jednym przykładzie konkretnego ciągu procesowego, stos 88 (o długości 2,5 cm) jest przymocowany do obrotowego uchwytu 86, woda chłodząca uchwyt 86 jest puszczana, a komora 80 jest opróżniana. Ciśnienie w komorze 80 jest ustawiane na 50 militorów za pomocą płynnego argonu. Przełącznik 122 jest zamykany, aby dostarczyć do stosu 88 ostrzy -400 woltów prądu stałego, inicjując przepływ plazmy, w której ostrza są czyszczone przez dziesięć minut. Po etapie czyszczenia, (I) ciśnienie w komorze 80 jest ustawiane na 0,1 militora argonu, (Π) uzwojenie elektryczne 102 źródła 92 są zasilane energią (ΠΙ) przełącznik 120

178 753 tarczy grafitowej 96 jest zamykany, (IV) źródło prądu stałego 124 ostrzy jest regulowane do -1000 woltów prądu stałego, oraz (V) łuk jest zapalany/inicjowany na tarczy grafitowej 96, za pomocą mechanizmu zapalającego 98. Prąd hiku jest ustawiany na 100 A. Intensywna plazma jonów węglowych jest emitowana ze źródła 92 i osadzana na ostrzach stosu 88, które co 10 sekund obracają się o 180 stopni.

Po tym jak łuk działał przez 2 minuty, źródło prądu stałego 124 jest ustawiane na -50 woltów i osadzanie jest kontynuowane przez całkowity czas 16 minut. Wynikowa powłoka ostrza z diamentu amorficznego ma w przybliżeniu 1000 angstremów grubości każdego skosu. Promień wierzchołka ostrza wynosi w przybliżenu 350 angstremów, a wydłużenie wynosi w przybliżeniu 2,5:1.

W innym przykładzie ciągu procesowego, dwa źródła łuku katodowego działają jednocześnie, przy czym drugie źródło 94 jest umieszczone naprzeciwko pierwszego źródła 92, tak, że obie powierzchnie boczne 54, 56 ostrza są pokrywane jednocześnie, przy, w przybliżeniu, tym samym kącie padania. W tym przypadku stos 88 ostrzy nie jest obracany, ale jest przesuwany przez rejon, w którym przecinają się strumienie plazmy emitowane z obu źródeł 92, 94. Wszystkie pozostałe operacje sposobu są identyczne z opisami powyżej.

Powłoka 72, wykonana z telomeru policzterofluoroetylenu ((PTFE), jest następnie nakładana na pokryte diamentem amorficznym krawędzie ostrzy. Proces obejmuje podgrzewanie ostrzy w neutralnym otoczeniu argonu i dostarczanie na krawędziach tnących ostrzy przylegającej i zmniejszającej tarcie powłoki polimerowej, wykonanej ze stałego PTFE. Powłoki 72 i 60 pewnie przylegały do części korpusowej 50 ostrza, zapewniając siłę tnącą filcu z mokrej wełny (najsłabsze z pierwszych pięciu nacięć filcu z mokrej wełny (L5) wynosi około 0,45 kilograma) i wytrzymują powtarzalne stosowanie sił tnących mokrego filcu, co oznacza, że na powłokę 60 z diamentu amorficznego nie ma wpływu wystawienie na ciężkie warunki testu cięcia filcu i pozostaje ona pewnie przylegająca do części korpusowej 50 ostrza, nawet po zanurzeniu na szesnaście godzin w wodzie destylowanej o temperaturze 80°C.

Warunki sposobu obejmują wieloetapowe nadawanie podłożu napięcia wstępnego, równe, średnie osadzanie po obu stronach ostrza, dbałość o kąt ekspozycji.

Początkowe, wysokie napięcie, w zakresie 200 - 2000 woltów, jest podawane do podłoża podczas osadzania przez okres do dwóch minut, w celu osiągnięcia właściwego przylegania. Następnie jest przykładane niższe napięcie drugiego etapu, z zakresu 10 - 200 woltów, w celu optymalizacji ukształtowania twardej warstwy 60 z diamentu amorficznego i utworzenia pożądanej struktury krystalicznej. Chociaż według tego wynalazku są pożądane przynajmniej dwa poprzednie etapy, może także być pożądane wykonanie jeszcze jednego etapu, w którym następuje dalsza redukcja napięcia typu „krok w dół”, na przykład poprzez dodanie pośredniego etapu napięcia 500 woltów.

Osadzany diament amorficzny jest kładziony w równym, średnim tempie (albo jednocześnie) po obu stronach ostrza. Poprzez ustawienie przynajmniej podwójnych źródeł 92, 94 dla jednoczesnego osadzania i/lub cykliczne zmiany kąta ekspozycji zestawu ostrzy względem źródła 92, 94, warstwa pokrywająca jest nakładana równo, albo z równym, średnim tempem osadzania, po obu stronach. W świetle faktu, że każde z ostrzy posiada krawędź tnącą ograniczoną pierwszą nachyloną powierzchnią i drugą nachyloną powierzchnią, dochodzących do wierzchołka w miejscu połączenia nachylonych powierzchni, i że zestaw ostrzy może być umieszczony jako stos ostrzy, posiadających płaską powierzchnię tworzoną przez wierzchołki, albo może być rozmieszczony na karuzeli, albo w inny sposób, koncepcja układania warstw obejmuje także wykorzystanie przynajmniej dwóch źródeł 92, 94, tak, aby tempo osadzania było chwilowo równe po obu stronach krawędzi tnącej, albo wykorzystanie ruchu zestawu ostrzy (stosu 88 albo karuzeli) względem pojedynczego źródła (cykliczne zmienianie ustawienia ostrzy względem źródła 92, jak poprzez szybki ruch stosu 88, obrót karuzeli, albo inne sekwencyjne przestawienie), w celu ułożenia powłoki po obu stronach każdej krawędzi tnącej przy, w przybliżeniu, równym tempie.

To znaczy, w celu nałożenia powłoki o grubości 1000 angstremów, korzystny sposób według wynalazku nie polega na układaniu całych 1000 angstremów po pierwszej stronie, a następnie układaniu całych 1000 angstremów po drugiej stronie stosu ostrzy - zamiast tego,

178 753 będzie to albo jednoczesne osadzanie po obu stronach albo cykliczne przemienne nakładanie w zakresie 3 do 500 angstremów po pierwszej stronie, a następnie 3 do 500 angstremów po drugiej stronie, do czasu, aż po obu stronach krawędzi tnącej każdego ostrza jest osiągnięte 1000 angstremów albo inna pożądana grubość.

Warunki niskiego ciśnienia (wysokiej próżni) wytwarzają dokładnie kierowany strumień plazmy zjonizowanego węgla. Ostrza są eksponowane pod kątem mierzonym od linii normalnej do płaszczyzny 112, tworzonej przez wierzchołki ułożonych w stos 86 ostrzy (albo mierzonym od linii dzielącej na pół kąt określany przez wierzchołek i pierwszą i drugą powierzchnie nachylone krawędzi tnącej ostrza nie ułożonego w stos 88), który jest większy niż 20° ale mniejszy niż 90°. Kąt ekspozycji ma kierować strumień plazmy bardziej dokładnie na jedną albo inne strony krawędzi tnących ostrzy.

Jak powszechnie wiadomo, proces osadzania według tego wynalazku może być sterowany z, albo bez gazu procesowego, takiego jak argon. Czyszczenie komory 80 może być dokonane poprzez wyładowanie prądu przemiennego albo stałego, a zadanie napięcia wstępnego podłożu może być dokonane za pomocą źródeł prądu stałego albo przemiennego (takie zadanie napięcia wstępnego może być wykorzystane do kształtowania wierzchołka ostrza).

Wynalazek ten pozwala na wzmocnienie cienkiego ostrza, jednocześnie utrzymując ostrość (to znaczy, nadaje cienkiemu ostrzu sztywność bez niszczenia ostrości wierzchołka). Podczas gdy tradycyjne ostrze golarki może być powleczone warstwą o grubości od około 100 do 350 angstremów, sposób według niniejszego wynalazku umożliwia osadzanie warstwy 60 z diamentu amorficznego o grubości aż do 3000 angstremów (mierzonej na powierzchni ostrza znajdującej się w oddaleniu od wierzchołka) i aż do 5000 angstremów, mierzonych na wierzchołku. Jak wspomniano poprzednio, wszystko to jest osiągnięte przy jednoczesnym utrzymywaniu wysokiego wydłużenia.

Ostrza pokryte za pomocą tego sposobu, są cieńsze niz zwykłe ostrze i są od niego ostrzejsze, a wydłużenia 2:1 i wyższe są dopuszczalne dzięki sposobowi według wynalazku, połączone z niezwykłą wytrzymałością twardej warstwy węglowej z diamentu amorficznego.

178 753

178 753

178 753

FIG.ΙΑ

178 753

FIG. 2A

178 753

FIG. 3A

178 753

FIG. 4

178 753

FIG. 4A

178 753

FIG. 5A

178 753

FIG. 6A

Departament Wydawnictw UP Rp. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (21)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania ostrza golarki, w którym dostarcza się część korpusową, wytwarza się klinową, zaostrzoną krawędź części korpusowej o kącie rozwarcia mniejszym niż 30° i promieniu wierzchołkowym mniejszym niż 1200 angstremów oraz nakłada się diament amorficzny, znamienny tym, że warstwę (60) diamentu amorficznego nakłada się bezpośrednio na część korpusową (50) ostrza (16, 20, 40,42) krawędzi, a przy nakładaniu przykłada się do podłoża najpierw wysokie napięcie, a następnie, drugie, niskie napięcie.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część korpusową (50) szlifuje się mechanicznie za pomocą ciągu etapów gładzenia i kształtuje się zaostrzoną krawędź.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na krawędź tnącą pokrytą diamentem nakłada się przylegającą warstwę (72) polimerową.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się warstwę (60) diamentu amorficznego na krawędzi tnącej o grubości przynajmniej 400 angstremów, od części wierzchołkowej (52) części korpusowej (50) do odległości czterdziestu mikrometrów od części wierzchołkowej (52).
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się metalową część korpusową (50) oraz warstwę (60) diamentu amorficznego co najmniej czterokrotnie twardszą niż metalowa część korpusowa (50).
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę (60) diamentu amorficznego osadza się za pomocą techniki wybranej z grupy obejmującej łuk katodowy z filtracją łuk katodowy, łuk anodowy, rozkład plazmowy gazów węglowodorowych, rozpylanie z dodatkową jonizacją przez indukcyjnie sprzężone częstotliwości radioelektryczne, ablację laserową, laserowe, absorpcyjne osadzanie falowe (LAWD) i osadzanie wiązki jonów.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę (60) diamentu amorficznego osadza się w próżni albo w atmosferze argonu w opróżnionej komorze (80), w której umieszcza się tarczę grafitową (96), przy czym do tarczy grafitowej (96) przykłada się napięcie i zapala się łuk oraz osadza się na zaostrzonej krawędzi warstwę (60) diamentu amorficznego, przy czym jednocześnie do części korpusowej (50) przykłada się napięcie prądu stałego albo o częstotliwości radioelektrycznej.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ustawia się kąt padania wiązki plazmy na powierzchnię boczną ostrza (16,20, 40, 42) nie mniejszy niż 32 stopnie.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontroluje się i nakłada warstwę (60) diamentu amorficznego na pierwszy skos i drugi skos ostrza (16, 20, 40, 42) w przybliżeniu w jednakowych zakresach ilościowych, przy czym podczas nakładania początkowo do części korpusowej (50) przykłada się wstępnie wysokie napięcie, a następnie niskie napięcie.
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że warstwę (60) diamentu amorficznego osadza się tukiem katodowym.
11. 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że nakłada się warstwę (60) diamentu amorficznego na klinowej krawędzi o grubości co najmniej 400 angstremów.
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że na warstwę (60) diamentu amorficznego nakłada się przylegającą warstwę (72) polimerową.
13. 13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że nakłada się warstwę (60) diamentu amorficznego na krawędzi tnącej o grubości około 2000 angstremów.
14. 14. Ostrze golarki zawierające część korpusową z klinową zaostrzoną krawędzią o kącie rozwarcia mniejszym niż 30° i promieniu wierzchołkowym mniejszym niż 1200 angstremów oraz warstwę diamentu amorficznego, znamienne tym, że warstwa (60) diamentu amorficznego jest umieszczona bezpośrednio na części korpusowej (50).
15. 15. Ostrze według zastrz. 14, znamienne tym, że warstwa (60) diamentu amorficznego ma przynajmniej 40 procentowy udział wiązań węglowych sp3 i przezroczystość w obszarze światła widzialnego.

    178 753
16. 16. Ostrze według zastrz. 15, znamienne tym, że warstwa (60) diamentu amorficznego posiada wydłużenie większe niż 2:1.
17. 17. Ostrze według zastrz. 16, znamienne tym, ze na warstwie (60) diamentu amorficznego jest umieszczona przylegająca warstwa (72) polimerowa.
18. 18. Ostrze według zastrz. 17, znamienne tym, że warstwa (60) diamentu amorficznego posiada grubość około 2000 angstremów.
19. 19. Ostrze według zastrz. 14, znamienne tym, ze warstwa (60) diamentu amorficznego umieszczona na części wierzchołkowej (52) i powierzchniach bocznych (54, 56) klinowej krawędzi ma grubość przynajmniej 400 angstremów, od zaostrzonej części wierzchołkowej (52) części korpusowej (50) do odległości czterdziestu mikrometrów od zaostrzonej części wierzchołkowej (52) i ma promień wierzchołkowy mniejszy niż 1000 angstremów.
20. 20. Ostrze według zastrz. 19, znamienne tym, że ma stalową część korpusową (50) z wielokrotnie mechanicznie szlifowaną klinową krawędzią.
21. 21. Ostrze według zastrz. 19, znamienne tym, że warstwa (60) diamentu amorficznego posiada przynajmniej 40 procent wiązań węglowych sp3 i ma położoną na niej przylegającą warstwę (72) polimerową.

    * * *