RU1096963C

RU1096963C - Electric-arc evaporator of metals

Info

Publication number: RU1096963C
Application number: SU823529834A
Authority: RU
Inventors: М.Х. Эстерлис; Л.С. Хавин; А. Мойдинов; В.О. Сидельников
Original assignee: Институт электроники им.У.А.Арифова
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1992-10-30

Description

Изобретение относитс к области получени защитных покрытий в вакууме и может найти применение в электротехнике , электронике и машиностроении, ,The invention relates to the field of production of protective coatings in vacuum and may find application in electrical engineering, electronics and mechanical engineering,

Известен электродуговой испаритель металлов, содержащий катод с токопод- i водом, рабочий участок которого ограничен экранами, анод, поджигающий электрод и источники электропитани и управлени дуговым разр дом.A metal arc electric vaporizer is known, comprising a cathode with a current lead i, the working portion of which is limited by shields, an anode, an ignition electrode and power sources and arc discharge control.

Недостатком известного испарител вл етс ненадежность работы, обусловленна низкой надежностью стабилизации дугового разр да из-за возможности перемещени катодных п тен дуги к тоКОПОДВОДУоA disadvantage of the known evaporator is the unreliability of operation, due to the low reliability of the stabilization of the arc discharge due to the possibility of moving the cathode spots of the arc to

Наиболее близким,техническим реше-: нием к изобретению вл етс элёктродуговой испаритель металлов, содержащий прот женный расходуемый катод с токоподводами, выполненный из испар емого материала, анод, поджигающийThe closest technical solution to the invention is an electric arc metal evaporator containing an extended consumable cathode with current leads made of evaporated material, the anode igniting

слcl

сwith

электрод и источник электропитани с переключателем токоподводов. electrode and power supply with a current lead switch.

Недостатком указанного испарител вл етс ненадежность работы из-за возможности перехода катодных п тен дуги The disadvantage of this evaporator is the unreliability of operation due to the possibility of transition of the cathode stains of the arc

о о о о о со на токоподвод, что нарушает стабильность горени дуги Кроме того, наличие датчиков положени катодных п тен дуги, обеспечивающих поочередное пе-. реключение ТСЭКОРОДЕОДОВ катода,существенно усложн ет конструкцию испарител o about o about o to the current supply, which violates the stability of the arc burning. In addition, the presence of position sensors cathode spots of the arc, providing alternating transfer. switching of the cathode TSECORODEODOV significantly complicates the design of the evaporator

и также вли ет на надежность работы исПарител .and also affects the reliability of the evaporator.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции испарител и повышение надежности его работыThe aim of the invention is to simplify the design of the evaporator and increase the reliability of its operation.

Поставленна цель достигаетс тем что в электродуговом испарителе металлов содержащем прот женный расходуемый катод с токоподводами, выполненный из испар емого материала, анод. поджигающий электрод и источник электропитани с переключателем токоподводов , анод выполнен в виде электроизолированных секций, размещенных равномерно по длине катода и подключенных к переключателю токоподводов, причем токоподводы катода подключены к отрицательному полюсу источника электропитани ,, Пр.едлагаемый электродуговой испари . тель схематически представлен на чертежео Испаритель состоит из расходуемого катода 1, на торцах которого размещен втулки 2 и держатель 3 дл креплени симметричных относительно друг друга токоподводов . и 5, выполненный,из изол ционного материала. Дл ограниче ни области перемещени катодных п тен по поверхности катода служат экраны 6 с, Анод выполнен в виде секций электроизолированных 7, закрепленных На кронштейне 8, которые имеют токоподводы 9, соединенные с переключате лем 10 токоподводов, секции анода име ют прорези 11 дл истечени испар емо го материалу на подложку 12. Дуговой разр д на катоде 1 возбуж цаетс поджигающим электродом 13, а горение дуги поддерживаетс источником электропитани Дл ограничени тока короткого замыкани в цепь питани поджигающего электрода введено ограничивающее сопротивление 15, а дл стабильности горени дуги в цепь питани дугового разр да введено нагрузочное сопротивление 16 о Электродуговой испаритель работает следующим образоМо С помощью контактного поджигающего электрода 13 осуществл етс поджиг дугового разр да между расходуемым катодом 1 и крайней секцией 7 анода, токоподвод которой соединен переключателем 10 токопод- jg ДУги 10 З водов с положительным полюсом источника электропитани И, После возбуждени дуги переключатель по заданной программе осуществл ет поочередное переключение секций анода, что обеспечивает линейное перемещение катодных п тен дуги по поверхности расходуемого анода Эродированный в микроп тнах дуги материал катода поступает к подложке 12 через прорези 11 секций анода,. Дл повышени надежности горени дугового разр да и соответственно надежности работы испарител переключатель токоподводов выполнен таким образом , что в любой момент времени имеетс потенциал на одной из секций анода, при этом отключение предыду секции осуществл етс только после подачи потенциала на последующую секцию анода. Така программа переключени токоподводов секций анода исключает колебани тока дуги и повышает стабильность горени разр да Иаличие симметричных токоподводов, подключенных к отрицательному полюсу источника электропитани , обеспечивает эквипотенциальность катода (вс поверхность катода имеет одинаковый потенциал ) . что способствует группированию катодных п тен на катоде в области секции анода, а плавное перемещение п тен осуществл етс переключением секций секционированного анода, что исключает наличие каких-либо датчиков положени катодных п тен дуги и соответственно упрощает конструкцию испарител . Секции анода, таким образом , осуществл ют стабилизацию разр да в выделенной области поверхности расходуемого катода, что исключает хаотическое перемещение катодных п тен и повышает надежность испарител ,The goal is achieved in that in an electric arc metal evaporator containing an extended consumable cathode with current leads, made of evaporated material, the anode. an igniting electrode and a power source with a current lead switch, the anode is made in the form of electrically insulated sections arranged uniformly along the length of the cathode and connected to a current lead switch, and the cathode current leads are connected to the negative pole of the power source, the proposed electric arc vaporization. The vaporizer is schematically shown in the drawing. The evaporator consists of a consumable cathode 1, at the ends of which there are bushings 2 and a holder 3 for fastening current leads symmetrical with respect to each other. and 5 made of insulating material. 6 s screens are used to limit the area of movement of the cathode spots along the cathode surface. The anode is made in the form of sections of electrically insulated 7 mounted on an bracket 8, which have current leads 9 connected to the switch 10 of current leads, the anode sections have slots 11 for vapor expiration material to the substrate 12. The arc discharge on the cathode 1 is excited by the ignition electrode 13, and the combustion of the arc is supported by the power supply. To limit the short-circuit current, the ignition electrode has a short circuit current the limiting resistance is 15, and for stability of the arc burning, a load resistance of 16 o is introduced into the arc supply circuit. The electric arc evaporator operates as follows. Using the contact ignition electrode 13, the arc discharge is ignited between the consumable cathode 1 and the anode end section 7, whose current supply switch 10 current-jg ARC 10 W of water with a positive pole of the power supply And, After the arc is initiated, the switch according to the specified program carries out alternately switching sections anode that provides linear movement of the arc cathode spots on the surface of the sacrificial anode eroded in microspots tnah arc cathode material is supplied to the substrate 12 through the slots 11 of anode sections ,. In order to increase the reliability of burning of the arc discharge and, accordingly, the reliability of the evaporator, the current lead switch is designed so that at any moment there is potential on one of the sections of the anode, and switching off the previous section is carried out only after applying the potential to the next section of the anode. Such a program for switching the current leads of the anode sections eliminates arc current fluctuations and increases the stability of the discharge burning. The presence of symmetrical current leads connected to the negative pole of the power supply ensures the cathode is equipotential (the entire cathode surface has the same potential). This facilitates the grouping of the cathode spots on the cathode in the region of the anode section, and the smooth movement of the spots is carried out by switching sections of the sectioned anode, which eliminates the presence of any sensors for the position of the cathode spots of the arc and, accordingly, simplifies the design of the evaporator. The anode sections thus stabilize the discharge in a selected region of the surface of the sacrificial cathode, which eliminates the chaotic movement of the cathode spots and increases the reliability of the evaporator.