SE450539B - Plasmabagapparat for paleggning av overdrag - Google Patents

Plasmabagapparat for paleggning av overdrag

Info

Publication number
SE450539B
SE450539B SE8205250A SE8205250A SE450539B SE 450539 B SE450539 B SE 450539B SE 8205250 A SE8205250 A SE 8205250A SE 8205250 A SE8205250 A SE 8205250A SE 450539 B SE450539 B SE 450539B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
cathode
anode
cathodes
anode chamber
workpiece
Prior art date
Application number
SE8205250A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8205250L (sv
SE8205250D0 (sv
Inventor
Gennady Vasilievich Kljuchko
Valentin Glebovich Padalka
Leonid Pavlovich Sablev
Rimma Ivanovna Stupak
Original Assignee
Kljuchko Gennady V
Padalka Valentin G
Sablev Leonid P
Rimma Ivanovna Stupak
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kljuchko Gennady V, Padalka Valentin G, Sablev Leonid P, Rimma Ivanovna Stupak filed Critical Kljuchko Gennady V
Publication of SE8205250D0 publication Critical patent/SE8205250D0/sv
Publication of SE8205250L publication Critical patent/SE8205250L/sv
Publication of SE450539B publication Critical patent/SE450539B/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32055Arc discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325Electric arc evaporation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • H01J37/32614Consumable cathodes for arc discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266Magnetic control means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/48Generating plasma using an arc
    • H05H1/50Generating plasma using an arc and using applied magnetic fields, e.g. for focusing or rotating the arc

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

450 539 2 anoden (se V.A. Osipov, V.G, Padalka et al., Ustanovka dly nanesenia pokryty osazhdeniem ionov, izvlekayemykh iz plazmy vakuumnoi dugi, "Pribory i tekhnika eksperimenta", Moskva 1978, nr 6, p. 173-175).
I denna apparat är likströmskällan för matning av bågen för- bunden_med katoden och anoden, och källan för pulserande ström för start av bågen är förbunden med katoden och startelektroden. Magnet- systemet tjänar till att avlänka laddade plasmapartiklar från ano- dens yta i riktning mot arbetsstycket som behandlas. Katodens änd- yta utgör dess förångningsyta. Apparaten är försedd med ett ytter- ligare magnetsystem för upprätthållande av katodfläcken på katodens ändyta (detta system beskrives i detalj i det ryska uppfinnarcerti- fikatet nr 307.666, publicerat 1979). Apparatens anodkammare är konisk och är försedd med ett hölje vid den bredare änden. På in- sidan av höljet placeras arbetsstycken som skall behandlas. En skål är även anordnad i närheten av höljets mittdel. I denna skål är katoden anordnad i form av en relativt kort cylinder med en stång.
Katodens ändyta är placerad praktiskt taget i samma plan som höljets insida.
Vid drift av denna apparat riktas plasmaströmmen, som omfat- tar ångor av katodmaterialet, mot anoden. Arbetsbetingelserna i apparaten väljes sä, att de positiva jonerna i strömmen avlänkas av det elektriska fält, som bildas i plasmat under inverkan av mag- netfältet i området för den koniska ytan av anoden och riktas mot höljet. Dessa positiva joner avsättes på arbetsstyckena som bear- betas, under det att neutrala makropartiklar avsättes på insidan av anoden.
Vid drift av denna apparat uppträder vissa svårigheter, som förhindrar en extensiv användning av densamma. Det plasmasprut- ningsförfarande, som genomföres med denna apparat, kan sålunda an- vändas endast för behandling av en yta på ett arbetsstycke. För be- handling av en annan yta på samma arbetsstycke är det nödvändigt att stänga av apparaten och vrida arbetsstycket antingen manuellt eller med hjälp av någon speciell mekanism. Av samma skäl är det mycket svårt att behandla arbetsstycken i form av rotationskroppar.
På grund av att höljets arbetsyta har mycket liten utsträck- ning är det vidare omöjligt att behandla långsträckta arbetsstycken, såsom stänger, remsor, kärnor och band.
Det bör även observeras, att eftersom förångningsytan i ovan beskrivna apparat är dess ändyta, som vanligen icke uppgår till 450 539 mera än 200 cmz, blir apparatens verkningsgrad mycket låg, vilket gör det nödvändigt att öka förbrukningen av elektrisk energi. Det- ta påverkar skadligt förångningsprocessen av katodmaterialet och leder följaktligen till snabb förbrukning av katoden, täta utbyten av katoden och försämring av kvaliteten hos ytan, som underkastas plasmabesprutning.
Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att undanröja ovan- nämnda nackdelar.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en plas- mabågapparat för påläggning av överdrag, vid vilken en ändring av formen hos katoden och anoden liksom även deras inbördes anordning möjliggör att man kan rotera plasmaströmmen runt arbetsstycket och sålunda säkra kontinuerlig behandling av detsamma på alla sidor och att åstadkomma hög kvalitet hos den yta, som erhålles såsom resul- tat av besprutníngen, och att dessutom möjliggöra att lângsträckta arbetsstycken kan behandlas.
Detta ändamål uppnås medelst en plasmabågapparat för pålägg- ning av överdrag, innefattande en anodkammare av omagnetiskt mate- rial, en förbrukbar katod anordnad i anodkammaren och med dess för- ångningsyta vänd mot anoden, en startelektrod i kontakt med katoden, en likströmskälla för matning av en ljusbâge, vilken källa är för- bunden med anoden och katodcn, en källa för pulserande ström för start av ljusbâgen, vilken källa är förbunden med katoden och start- elektroden, samt ett magnetsystem placerat pä_anoden och avsett för avlänkning av laddade plasmapartiklar från anodens yta mot arbets- stycket som behandlas, varvid enligt uppfinningen anodkammaren har formen av ett rör med likformig tvärsektion med magnetsystemet an- bragt på dess utsida, och katoden, som har mindre tvärsektion än röret och är anordnad koaxiellt med röret, har en yttre yta med en konfiguration i huvudsak motsvarande konfigurationen av rörets inre yta, och att katoden har en öppning för införande av arbets- stycket i katoden till ett arbetsläge, varvid katodens yttre yta bildar dess förângningsyta och har i axialriktningen en längd understigande rörets längd.
Uttrycket "ett rör med likformig tvärsektion" användes här såsom en generisk geometrisk beteckning för varje rör, som har sam- ma tvärsektion längs hela sin längd. Rörets tvärsektion kan icke blott vara cirkulär utan även oval, rektangulär, polyedrisk eller ha någon annan form. 450 539 U Ett sådant utförande av plasmabågapparaten gör det möjligt att införa ett arbetsstycke i katodens öppning och att behandla det på alla sidor medelst en plasmaström, eftersom denna till följd av den omslutande (rörformiga) formen hos anoden roterar under inverkan av magnetfältet runt arbetsstycket i ett plan vinkelrätt mot dettas axel. Eftersom i detta fall katodens sidoyta utgör dess förångnings- yta, förbättras betingelserna vid förångningen av katodmaterialet och plasmats separation, vilket gynnsamt påverkar kvaliteten hos ytan av arbetsstycket som underkastas plasmabesprutning. Ännu enklare att framställa är den modifikation av denna plas- mabågapparat, vid vilken anodkammaren har formen av ett cylindriskt rör. Då man använder denna modifikation blir den elektriska bågen mera stabil, och plasmabesprutningen fortskrider på ett bättre sätt.
Det är lämpligt, att bredden av katodens sidoyta i apparaten uppgår till 0,05-0,5 gånger längden av anoden. Detta medför de bäs- ta betingelserna för bearbetning av ett arbetsstycke. Om bredden av sidoytan hos katoden är mindre än 0,05 gånger längden av anoden kan man icke säkra en serieproduktion med erforderlig effektivitet hos plasmasprutníngen. Om katodytans bredd är mer än 0,5 gånger anodens längd så utnyttjas arbetszonen hos apparaten icke rationellt, vilket leder till högre förluster av det material som förångas.
Om man använder modifikationen av den föreslagna apparaten med en cylindrisk anod, är det lämpligt att katodens sidoyta även är antingen cylindrisk eller polyedrisk. Den första formen hos katoden är den lämpligaste ur teknisk synpunkt, och den andra är mera lämp- lig för framställning av katoden av längder av bandmaterial.
Det är även lämpligt, att katodens hela yta med undantag för förângningsytan är täckt med en skärm. Detta ökar pålitligheten hos apparaten och kvaliteten hos de arbetsstycken som underkastas plasma- besprutning.
Enligt en annan utföringsform kan apparaten innefatta en yt- terligare katod, som är placerad i anodkammaren och försedd med en startelektrod och som liknar den första katoden, varvid bägge kato- derna är anordnade axiellt i linje med varandra vid omkretsen av anodkammaren och elektriskt isolerade från varandra. Jämförd med ovan beskrivna utföringsform (med endast en katod) möjliggör denna utföringsform att en mera likformig beläggning kan erhållas på korta- re tid. 450 539 5 Enligt ytterligare en utföringsform av apparaten innefattar densamma flera (mer än två) liknande katoder axiellt i linje med varandra i anodkammaren, var och en försedd med startelektrod och inbördes elektriskt förbundna medelst gemensamma strömskenor, och apparaten innefattar även en reglerenhet förbunden med startelektro- den till varje elektrod för successiv inkoppling och urkoppling av katoderna. Denna utföringsform av apparaten är särskilt lämplig för behandling av långsträckta arbetsstycken.
Då man bearbetar långsträckta arbetsstycken kan ännu en ut- föringsform av apparaten användas, vid vilken anodkammaren är upp- delad i skilda och från varandra elektriskt isolerade anodsektioner, varjämte apparaten innefattar flera katoder försedda med startelekt- roder och liknande den första katoden, så att det totala antalet katoder är lika med antalet anodsektioner, varvid katoderna är elektriskt förbundna med varandra medelst gemensamma strömskenor och var och en av katoderna är belägen axiellt i linje med var och en av anodsektionerna. För behandling av långsträckta arbetsstycken erbjuder denna utföringsform av apparaten högsta verkningsgrad be- roende på den samtidiga verkan av alla de elektriska grupperna "anodsektion-katod". I var och en av grupperna bildas ett roterande plasmamoln.
Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 är en längdsektion genom en plasmabågapparat försedd med en katod, fig. 2 och 3 visar ändvyer av möjliga former nos katoden för användning vid en apparat, j vilken anodkammaren har formen av ett cylindriskt rör, fig. U visar sche- matiskt apparatens funktion, sett i sektion längs linjen IV-IV i fig. 1, fig. 5 är ett längdsnitt av en utföringsform av apparaten med två katoder, fig. 6 och 7 är tvärsektioner av utföringsformer av apparaten med fyra katoder, varvid fig. 6 visar en utföringsform med en fast anod, under det att utföringsformon enligt fig. 7 har en sektionerad anod, och fig. 8 slutligen är en vy liknande fig. 5 av en utföringsform, vid vilken plasmabågapparaten enligt uppfin- ningen är avsedd för kontinuerlig drift.
Plasmabågapparaten för pâföring av överdrag innefattar enligt uppfinningen en anodkammaren 1 av omagnetiskt material (se fig. 1), en förbrukbar katod 2, en startelektrod 5, en likströmskälla U, och en källa för pulserande ström 5 för matning respektive för start av ljusbågen mellan katoden 2 och anoden 1. Anodkammaren har formen 450 539 6 av ett rör, särskilt ett cylindriskt rör, med likformig tvärsektion.
Röret är slutet i sina ändar medelst lock 6 och 7, som är isolerade från kammaren 1 medelst isolerande packningar 8. Locket 6 har ett inlopp 9 för införing av arbetsstycket 10 som skall behandlas i kam- maren 1, och locket 7 har en rörstuts 11, genom vilken kammaren 1 kommunicerar med systemet för alstring av vakuum (för enkelhets skull visas icke detta system och evakuering av gas från kammaren 1 an- tydes medelst en pil).
Katoden 2 hålles på plats i anodkammaren 1 med hjälp av ström- skenor 12, som är monterade i isolerande bussningar 13 fästa i loc- ket 6. Likströmskällan H är förbunden med anoden 1 och en av ske- norna 12, under det att källan för pulserande ström är förbunden med den andra skenan 12 och startelektroden 3. Denna senare är fram- ställd av keramiskt material och befinner sig i kontakt med katoden 2 samt är förd genom den isolerande bussningen 1H fäst vid locket 7.
Katoden 2 har en tvärsektion, som i huvudsak sammanfaller med formen för anodkammaren 1 och är försedd med en öppning 2a för arbetsstycket 10 för införing av detta däri till ett arbetsläge, såsom visas i fig. 1. Katoden 2 befinner sig axiellt i linje med anoden 1, så att dess sidoyta 2b utgör dess förångningsyta. Bred- den t hos denna yta 2b är mindre än längden l hos anodkammaren 1.
Resultat av experiment har visat, att bästa resultat erhålles om t uppgår till 0,05-0,5 gånger längden l av anoden 1. För att en ofrivillig uppkomst av en båge mellan anoden och andra ytor av ka- toden 2 skall förhindras, är denna täckt medelst en skärm 15.
Apparaten är även försedd med ett magnetsystem, som kan ut- göras av en solenoid 16, fäst vid utsidan av anodkammaren 1 och förbunden med en likströmskälla (icke visad).
Detta magnetsystem är anordnat att alstra ett magnetfält inuti anodkammaren 1, vilket fält underlättar avlänkningen av lad- dade partíklar av plasma från anodens 1 yta i riktning mot arbets- stycket 10. Det inses, att detta magnetsystem kan vara konstruerat på annat sätt, exempelvis i form av permancntmagneter (icke visat).
För förbättring av katodens 2 driftbetingelser är det lëmp- ligt att kyla densamma med vatten, exempelvis genom strömskenorna 12, för vilket ändamål dessa är utförda ihåliga (vattentillförsel och -bortledning antydes medelst pilar).
Om anodkammaren har formen av ett cylindriskt rör såsom be- skrives ovan, är det lämpligt att katodens 2 sidoyta 2b antingen är 450' 539 7 cylindrisk (fig. 2) eller har formen av en mänghörning (fig. 5). I det senare fallet är katoden 2 utförd i form av ett konstant ram- verk 2c och förbrukbara remsor 2d av ett förbrukningsmaterial fästade på ramverket.
Den första utföringsformen av katoden 2 är enklast medan den andra lämpar sig för framställning av en katod av stycken av ett bandmaterial, vilket väsentligt minskar kostnaden för densamma.
Det är klart, att om anodkammaren I (fig. 1) är ett rör med någon annan tvärsektion, såsom oval eller rektangulär, bör katoden 2 ha samma form.
Apparaten arbetar på följande sätt. Arbetsstycket 10 (fig. 1) fästes i en hållare 10a och införes genom inloppet 9 i anodkamma- ren 1, så att arbetsstycket passerar genom öppningen 2a i katoden 2, såsom visas på ritningen, varpå hållaren 10a fästes vid inloppet 9.
Efter alstring av erforderligt vakuum i anodkammaren 1 pâlägges driftspänning på anoden 1 och katoden 2 från likströmskällan; varpå solenoiden 16 inkopplas. Startspänning pålägges katoden 2 och startelektroden 3 från källan 5 för pulserande ström. Därvid bildas en elektrisk ljusbåge mellan katoden 2 och anoden 1, vars katodfläck roterar på katodens 2 sidoyta 2b under inverkan av magnetfältet från solenoiden 16. Katodfläcken förorsakar förångning av katodens 2 material och bildning av ett plasmamoln 17 (fig. U), vilket roterar i ett plan vinkelrätt mot anodkammarens 1 axel, såsom schematiskt visas medelst en heldragen pil. Neutrala makropartiklar i plasma- strömmen 17 avsattes på insidan av anodkammaren 1, under det att de positiva jonerna avlänkas genom den potentialbarriär, som alstras av det elektriska fältet i plasmat under inverkan av magnetfältet och avsattes på arbetsstyckets 10 yta, såsom visas medelst prickade lin- jer i fig. U. Till följd av plasmamolnets rotation behandlas arbets- stycket 10 utefter hela sin omkrets. Avståndet S (fig. 1) från ka- todens 2 sidoyta 2b till insidan av anodkammaren 1 väljes så, att arbetsstycket 10 behandlas utefter hela dess längd 11.
Fíg. 5 visar en annan utföringsform av apparaten enligt upp- finningen. Denna utföringsform omfattar två katoder 2, som är av samma slag som den ovan beskrivna och är placerade vid ändarna av anodkammaren 1. Var och en av dessa katoder 2 är försedd med en startelektrod 5, vilka är elektriskt isolerade från varandra och har var sin kraftkälla H respektive 5. 450 559 8 Denna utföringsform arbetar i huvudsak på samma sätt som den ovan beskrivna. Utföringsformen möjliggör att en beläggning kan påföras arbetsstycket 10 snabbare och mera likformigt, eftersom i detta fall behandlingen av arbetsstycket sker samtidigt från bägge ändar. Till följd av behandlingszonens ökade bredd kan dessutom arbetsstyckets 10 längd ökas 1,5-2 gånger jämfört med vid utförings- formen i fig. 1, praktiskt taget utan ökning av apparatens storlek.
Det bör observeras, att då man använder de utföringsformer av apparaten, som visas i fig. 1 och 5, erhålles det mest likformiga överdraget på de delar av arbetsstycket 10, som icke skuggas av plasmaströmmen genom skenorna 12. En del av jonerna i plasmat av- sätter sig på dessa stänger. Detta förorsakar i första hand en minskning i tjockleken hos överdraget pâ arbetsstycket 10 under skenorna 12 och i andra hand en minskning i viss grad av förhållan- det avsatt katodmaterial. Det är uppenbart, att om antalet katoder 2 ökas (vilket kan förorsakas av exempelvis ett krav på ökning av' effektiviteten vid behandlingen av jämförelsevis långa arbetsstycken), så måste antalet skenor 12 ökas vilket leder till ännu större för- luster av material som skall avsättas på arbetsstycket 10 och till en större olikformighet hos överdraget.
För minskning av dessa förluster i sådana fall, då det är nöd- vändigt att på ett effektivt sätt behandla långa (mer än en meter långa) arbetsstycken, särskilt med varierande tvärsektion, är det lämpligt att utnyttja någon av de utföringsformer som visas i fig. 6 och 7. Pig. 6 visar en utföringsform av plasmabâgapparaten, som innefattar flera (i det visade fallet fyra) identiska elektroder, axiellt i linje med varandra i anodkammaren 1 på strömskenor 18 och försedda med startelektroder 3.
Strömskenorna 18 skiljer sig i princip icke från skenorna 12 (fig. 1 och 5) men är gemensamma för alla katoder 2, varigenom en elektrisk förbindelse mellan katoderna åstadkommes. Apparaten innefattar även en styranordning 19 för kontinuerlig in- och urkopp- ling av katoderna 2, vilken styranordning är förbunden med varje katods 2 startelektrod 3, såsom visas med en streckad linje för en startelektrod 3.
Eftersom i detta fall antalet strömskenor 18 icke ökas med ökande antal katoder 2, blir materialförlusterna icke alltför höga och det påförda skiktet blir mera likformiqt- 450 539 Vid drift av ovan beskrivna utföringsform (fig. 6) överföres bâgen kontinuerligt från en katod 2 till nästa med hjälp av styr- anordningen 19, och därigenom behandlas arbetsstycket 10 kontinu- erligt från sektion till sektion utefter hela dess längd. Styranord- ningens konstruktion är känd för en fackman och kan väljas alltefter erforderliga betingelser bland ett antal anordningar av detta slag.
Den utföringsform av apparaten, som visas i fig. 7, är i hu- vudsak lika med den i fig. 6 men till skillnad från densamma har den icke någon styranordning 19, och anodkammaren 1 är i detta fall uppdelad i separata anodsektioner 1a ... 1d, som är elektriskt iso- lerade från varandra medelst isolerande packningar 8. Var och en av dessa anodsektíoner är försedd med ett magnetsystem 16 och med en likströmskälla Ä för matning av ljusbågen. En källa 5 för pulse- rande ström är anordnad för start av bågen, även om det är klart att flera dylika källor kan anordnas i enlighet med antalet anodsektio- ner. Det totala antalet katoder 2 är även lika med antalet anod- sektioner la ... 1d, och var och en av dessa katoder befinner sig axiellt i linje med var och en av anodsektionerna la ... ld. Verk- ningssättet för strömkällorna U och 5 framgår av fig. 7 och kräver icke någon detaljerad förklaring.
Då arbetsstycket 10 behandlas i denna utföringsform alstras ett flertal ljusbågar samtidigt, och var och en av dessa ljusbågar brinner i respektive grupp "anodsektion-katod". Som en följd härav bearbetas arbetsstycket 10 medelst flera plasmaströmmar (i det visa- de fallet fyra), vilket avsevärt intensifierar besprutningen och förbättrar kvaliteten hos den besprutade ytan, särskilt då man be- handlar längstrëckta arbetsstycken.
Det hör observeras, att strömskenorna 18 i de två senare ut- föringsformerna av apparaten, som tjänar till att tillföra ström till alla katoderna 2, kan bägge vara utförda i ett stycke, såsom exempelvis visas i fig. 6, eller bestå av separata sektioner 18a ... 18e, såsom visas i fig. 7. Det är uppenbart, att den andra formen av elektroder är enklare att framställa.
För minskning av oregelbundenheter i överdraget på ytan av arbetsstycket 10 i sektionerna under katoderna 2 och under skenorna 18 är det lämpligt att arbetsstycket under behandlingen förflyttas axiellt ett stycke mindre än bredden av katoden 2 och att det perio- diskt vrides runt sin axel.
Om arbetsstyckot 10 har likformig tvärsektíon längs hela sin längd och längden är avsevärd (långa axlar, remsor, tråd, band, etc.) är det lämpligt att använda den utföringsform av apparaten enligt

Claims (9)

450 539 10 uppfinningen, som visas i fig. 8, vilken utföringsform har jämförel- sevis liten storlek men är en mycket effektiv apparat, som arbetar kontinuerligt. Enligt denna utföringsform är anodkammaren 1 försedd med ett inlopp 9a och ett utlopp 9b, varvid både inloppet 9a och ut- loppet 9b är försedda med packningsorgan 20. Under drift med denna apparat förflyttas arbetsstycket 10 genom anodkammaren 1 i axiell riktning antytt medelst en pil på ritningen och underkastas konti- nuerlig plasmabesprutning. Det bör observeras, att i var och en av de ovan beskrivna ut- föringsformerna av apparaten enligt uppfinningen är det möjligt att behandla ett eller flera arbetsstycken 10 samtidigt. I det senare fallet placeras arbetsstyckena parallellt i förhållande till varand- ra och kan antingen vara orörliga under behandlingen eller roteras runt sina axlar medelst någon lämplig drivanordning, exempelvis en planetväxel. Patentkrav
1. Plasmabågapparat för påläggning av överdrag, innefattande en anodkammare (1) av en omagnetisk metall, en förbrukbar katod (2) anordnad i anodkammaren (1) och med sin föràngningsyta vänd mot ano- den (1), en startelektrod (3) i kontakt med katoden (2), en lik- strömskälla (4) för matning av en ljusbåge och förbunden med anoden (1) och katoden (2), en källa (5) för pulserande ström i och för start av ljusbàgen och förbunden med katoden (2) och startelektroden (3) samt ett magnetsystem (16) fäst vid anoden (1) och avsett för avlänkning av laddade plasmapartiklar från anodens yta mot ett ar- betsstycke (10) som behandlas, k ä n n e t e c k n a d av att anodkammaren (1) har formen av ett rör med likformig tvärsektion och med magnetsystemet (16) anbragt vid sin utsida, att katoden (2), som har mindre tvärsektion än röret och är anordnad koaxiellt med röret, har en yttre yta (Zb) med en konfiguration i huvudsak motsva- rande konfigurationen av rörets inre yta, och att katoden (2) har en öppning (2a) för införande av arbetsstycket (10) i katoden till ett arbetsläge, varvid katodens (2) yttre yta (Zb)-bildar dess för- ångningsyta och har i axialriktningen en längd (t) understigande rörets längd (1). 450 539 11
2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att bred- den av katodens (2) sidgyta (zh) är o,os-o,s gånger angaens längd (1).
3. Apparat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att aflodkammafêfl (1) har formen av ett cylindriskt rör.
4. - Apparat enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att kato- dens 12) Sidoyta (Zb) är cylindrisk.
5. Apparat enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att kato- dens (2) Sidoytfl (2b) är polyedrisk.
6. Apparat enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d av att katodens (2) hela yta, bortsett från förångningsytan (2b), är täckt medelst en skärm.
7. 1 Apparat enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ytterligare en katod (2) placerad i anodkamma- ren (1) och försedd med en startelektrod (3) och identisk med den första katoden (2), varvid de bägge katoderna är anordnade axiellt i linje-med varandra vid anodkammarens omkrets och elektriskt isole- rade från varandra. l
8. Apparat enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar flera katoder (2) anordnade i anodkammaren (1) och försedda med startelektroder (3) identiska med den första katoden (2), varvid alla katoderna (2) är inbördes förbundna medelst gemensamma strömskenor (18) och befinner sig axiellt i linje med varandra, och att apparaten är försedd med en styranordning (19), som är förbunden med startelektroderna (3) till varje katod (2) för successiv in- och urkoppling av katoderna (2). _
9. Apparat enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att anodkammaren (1) är uppdelad i separata anodsektioner (1a ... 1d), vilka är elektriskt isolerade från varandra, varvid apparaten även innefattar flera katoder (2) försedda med startelektroder (3) identiska med den första katoden (2), så att det totala antalet ka- toder är lika med antalet anodsektioner (1a ... 1d), varvid katoder- na (2) är inbördes elektriskt förbundna medelst gemensamma strömske- nor (18) och var och en av katoderna (2) är anbragt axiellt i linje med var och en av anodsektionerna (1a ... 1d).
SE8205250A 1982-09-17 1982-09-14 Plasmabagapparat for paleggning av overdrag SE450539B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08226496A GB2127043B (en) 1982-09-17 1982-09-17 Plasma arc apparatus for applying coatings

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8205250D0 SE8205250D0 (sv) 1982-09-14
SE8205250L SE8205250L (sv) 1984-03-15
SE450539B true SE450539B (sv) 1987-06-29

Family

ID=10532967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8205250A SE450539B (sv) 1982-09-17 1982-09-14 Plasmabagapparat for paleggning av overdrag

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4492845A (sv)
AT (1) AT376460B (sv)
CH (1) CH656400A5 (sv)
DE (1) DE3234100C2 (sv)
FR (1) FR2533398A1 (sv)
GB (1) GB2127043B (sv)
SE (1) SE450539B (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989006708A1 (en) * 1988-01-18 1989-07-27 Asko Anttila Procedure and apparatus for the coating of materials by means of a pulsating plasma beam

Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4609564C2 (en) * 1981-02-24 2001-10-09 Masco Vt Inc Method of and apparatus for the coating of a substrate with material electrically transformed into a vapor phase
US5096558A (en) * 1984-04-12 1992-03-17 Plasco Dr. Ehrich Plasma - Coating Gmbh Method and apparatus for evaporating material in vacuum
US4627904A (en) * 1984-05-17 1986-12-09 Varian Associates, Inc. Magnetron sputter device having separate confining magnetic fields to separate targets and magnetically enhanced R.F. bias
IL74360A (en) * 1984-05-25 1989-01-31 Wedtech Corp Method of coating ceramics and quartz crucibles with material electrically transformed into a vapor phase
EP0173583B1 (en) * 1984-08-31 1990-12-19 Anelva Corporation Discharge apparatus
US4873605A (en) * 1986-03-03 1989-10-10 Innovex, Inc. Magnetic treatment of ferromagnetic materials
US4683148A (en) * 1986-05-05 1987-07-28 General Electric Company Method of producing high quality plasma spray deposits of complex geometry
US4681772A (en) * 1986-05-05 1987-07-21 General Electric Company Method of producing extended area high quality plasma spray deposits
DE3700633C2 (de) * 1987-01-12 1997-02-20 Reinar Dr Gruen Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstände mittels Plasma
US5215640A (en) * 1987-02-03 1993-06-01 Balzers Ag Method and arrangement for stabilizing an arc between an anode and a cathode particularly for vacuum coating devices
NL8700620A (nl) * 1987-03-16 1988-10-17 Hauzer Holding Kathode boogverdampingsinrichting alsmede werkwijze voor het bedrijven daarvan.
EP0298157B1 (en) * 1987-06-29 1992-09-02 Hauzer Holding B.V. Method and device for coating cavities of objects
EP0306612B2 (de) * 1987-08-26 1996-02-28 Balzers Aktiengesellschaft Verfahren zur Aufbringung von Schichten auf Substraten
US4957058A (en) * 1987-11-16 1990-09-18 Nauchno-Proizvodstvennoe Objedinenie Po Vypusku Mekhanicheskogo Svarochnog Oborudovanija Machine for applying gas-thermal coatings
DE58909180D1 (de) * 1988-03-23 1995-05-24 Balzers Hochvakuum Verfahren und Anlage zur Beschichtung von Werkstücken.
US5194128A (en) * 1989-07-12 1993-03-16 Thermo Electron Technologies Corporation Method for manufacturing ultrafine particles
US5062936A (en) * 1989-07-12 1991-11-05 Thermo Electron Technologies Corporation Method and apparatus for manufacturing ultrafine particles
US4990876A (en) * 1989-09-15 1991-02-05 Eastman Kodak Company Magnetic brush, inner core therefor, and method for making such core
DE4006456C1 (en) * 1990-03-01 1991-05-29 Balzers Ag, Balzers, Li Appts. for vaporising material in vacuum - has electron beam gun or laser guided by electromagnet to form cloud or pre-melted spot on the target surface
US5037522B1 (en) * 1990-07-24 1996-07-02 Vergason Technology Inc Electric arc vapor deposition device
DE69020553T2 (de) * 1990-07-24 1995-12-21 Inst Elektroniki Im U A Arifov Elektrische Lichtbogenbehandlung von Teilchen.
DE4026494A1 (de) * 1990-08-22 1992-02-27 Ehrich Plasma Coating Vorrichtung zur materialverdampfung mittels vakuumlichtbogenentladung und verfahren
US5269898A (en) * 1991-03-20 1993-12-14 Vapor Technologies, Inc. Apparatus and method for coating a substrate using vacuum arc evaporation
EP0615324A4 (de) * 1991-11-29 1995-03-29 Sovmestnoe Sovetsko Germanskoe Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen entladung.
US5393575A (en) * 1992-03-03 1995-02-28 Esterlis; Moisei Method for carrying out surface processes
US5282944A (en) * 1992-07-30 1994-02-01 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Ion source based on the cathodic arc
US5435900A (en) * 1992-11-04 1995-07-25 Gorokhovsky; Vladimir I. Apparatus for application of coatings in vacuum
AU2392295A (en) * 1994-04-25 1995-11-16 Gillette Company, The Amorphous diamond coating of blades
US5480527A (en) * 1994-04-25 1996-01-02 Vapor Technologies, Inc. Rectangular vacuum-arc plasma source
US5518597A (en) * 1995-03-28 1996-05-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Cathodic arc coating apparatus and method
US6144544A (en) * 1996-10-01 2000-11-07 Milov; Vladimir N. Apparatus and method for material treatment using a magnetic field
US5972185A (en) * 1997-08-30 1999-10-26 United Technologies Corporation Cathodic arc vapor deposition apparatus (annular cathode)
US6036828A (en) * 1997-08-30 2000-03-14 United Technologies Corporation Apparatus for steering the arc in a cathodic arc coater
US5932078A (en) * 1997-08-30 1999-08-03 United Technologies Corporation Cathodic arc vapor deposition apparatus
EP1347491B1 (en) * 1997-08-30 2007-03-07 United Technologies Corporation Apparatus for driving the arc in a cathodic arc coater
US6009829A (en) * 1997-08-30 2000-01-04 United Technologies Corporation Apparatus for driving the arc in a cathodic arc coater
DE19853943B4 (de) * 1997-11-26 2006-04-20 Vapor Technologies, Inc. (Delaware Corporation), Longmont Katode zur Zerstäubung oder Bogenaufdampfung sowie Vorrichtung zur Beschichtung oder Ionenimplantation mit einer solchen Katode
US6666865B2 (en) * 1998-09-29 2003-12-23 Sherwood Services Ag Swirling system for ionizable gas coagulator
US5997705A (en) * 1999-04-14 1999-12-07 Vapor Technologies, Inc. Rectangular filtered arc plasma source
WO2001004379A1 (de) * 1999-07-13 2001-01-18 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Anlage und verfahren zur vakuumbehandlung bzw. zur pulverherstellung
US6616660B1 (en) 1999-10-05 2003-09-09 Sherwood Services Ag Multi-port side-fire coagulator
US6475217B1 (en) * 1999-10-05 2002-11-05 Sherwood Services Ag Articulating ionizable gas coagulator
US6436252B1 (en) 2000-04-07 2002-08-20 Surface Engineered Products Corp. Method and apparatus for magnetron sputtering
US7300559B2 (en) * 2000-04-10 2007-11-27 G & H Technologies Llc Filtered cathodic arc deposition method and apparatus
CA2305938C (en) * 2000-04-10 2007-07-03 Vladimir I. Gorokhovsky Filtered cathodic arc deposition method and apparatus
CZ296094B6 (cs) * 2000-12-18 2006-01-11 Shm, S. R. O. Zarízení pro odparování materiálu k povlakování predmetu
EP1456432A1 (en) * 2001-11-15 2004-09-15 Ionic Fusion Corporation Ionic plasma deposition apparatus
US7866343B2 (en) * 2002-12-18 2011-01-11 Masco Corporation Of Indiana Faucet
US7866342B2 (en) * 2002-12-18 2011-01-11 Vapor Technologies, Inc. Valve component for faucet
AU2003299685A1 (en) * 2002-12-18 2004-07-22 Ionic Fusion Corporation Ionic plasma deposition of anti-microbial surfaces and the anti-microbial surfaces resulting therefrom
US8555921B2 (en) 2002-12-18 2013-10-15 Vapor Technologies Inc. Faucet component with coating
US8066854B2 (en) * 2002-12-18 2011-11-29 Metascape Llc Antimicrobial coating methods
US8220489B2 (en) 2002-12-18 2012-07-17 Vapor Technologies Inc. Faucet with wear-resistant valve component
US8226643B2 (en) 2004-02-03 2012-07-24 Covidien Ag Gas-enhanced surgical instrument with pressure safety feature
US8157795B2 (en) * 2004-02-03 2012-04-17 Covidien Ag Portable argon system
US7572255B2 (en) 2004-02-03 2009-08-11 Covidien Ag Gas-enhanced surgical instrument
US7628787B2 (en) * 2004-02-03 2009-12-08 Covidien Ag Self contained, gas-enhanced surgical instrument
US7833222B2 (en) 2004-02-03 2010-11-16 Covidien Ag Gas-enhanced surgical instrument with pressure safety feature
US7867366B1 (en) 2004-04-28 2011-01-11 Alameda Applied Sciences Corp. Coaxial plasma arc vapor deposition apparatus and method
US8038858B1 (en) 2004-04-28 2011-10-18 Alameda Applied Sciences Corp Coaxial plasma arc vapor deposition apparatus and method
US7691102B2 (en) * 2006-03-03 2010-04-06 Covidien Ag Manifold for gas enhanced surgical instruments
US7648503B2 (en) * 2006-03-08 2010-01-19 Covidien Ag Tissue coagulation method and device using inert gas
US7498587B2 (en) * 2006-05-01 2009-03-03 Vapor Technologies, Inc. Bi-directional filtered arc plasma source
US8123744B2 (en) 2006-08-29 2012-02-28 Covidien Ag Wound mediating device
US8443519B2 (en) * 2006-09-15 2013-05-21 The Gillette Company Blade supports for use in shaving systems
US20090076505A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Arts Gene H Electrosurgical instrument
US20100042088A1 (en) * 2008-08-14 2010-02-18 Arts Gene H Surgical Gas Plasma Ignition Apparatus and Method
US8226642B2 (en) * 2008-08-14 2012-07-24 Tyco Healthcare Group Lp Surgical gas plasma ignition apparatus and method
CN101698934B (zh) * 2009-10-23 2011-06-15 武汉大学 一种中空阴极电弧离子镀涂层系统
US9153422B2 (en) 2011-08-02 2015-10-06 Envaerospace, Inc. Arc PVD plasma source and method of deposition of nanoimplanted coatings
CN103695861B (zh) * 2013-12-20 2015-12-09 安徽省蚌埠华益导电膜玻璃有限公司 基片装载架与磁导轨的连接结构
JP6403269B2 (ja) * 2014-07-30 2018-10-10 株式会社神戸製鋼所 アーク蒸発源
CN105483633B (zh) * 2016-02-01 2017-12-08 京东方科技集团股份有限公司 一种磁控溅射装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3644191A (en) * 1968-03-15 1972-02-22 Tokyo Shibaura Electric Co Sputtering apparatus
SU307666A1 (ru) * 1968-09-09 1979-01-08 Sablev L P Электродуговой испаритель металлов
US3625848A (en) * 1968-12-26 1971-12-07 Alvin A Snaper Arc deposition process and apparatus
US3836451A (en) * 1968-12-26 1974-09-17 A Snaper Arc deposition apparatus
US3793179A (en) * 1971-07-19 1974-02-19 L Sablev Apparatus for metal evaporation coating
FR2154293A1 (en) * 1971-09-27 1973-05-11 Inst Fiz Akad Nauk Sputtering thin films - to produce homogeneous coatings on cylindrical articles
JPS51117933A (en) * 1975-04-10 1976-10-16 Tokuda Seisakusho Spattering apparatus
US4090941A (en) * 1977-03-18 1978-05-23 United Technologies Corporation Cathode sputtering apparatus
JPS5532317A (en) * 1978-08-28 1980-03-07 Asahi Chemical Ind High frequency magnetic field coupling arc plasma reactor
US4219397A (en) * 1978-11-24 1980-08-26 Clarke Peter J Magnetron sputter apparatus
US4243505A (en) * 1979-06-18 1981-01-06 Telic Corporation Magnetic field generator for use in sputtering apparatus
US4252626A (en) * 1980-03-10 1981-02-24 United Technologies Corporation Cathode sputtering with multiple targets
SU1040631A1 (ru) * 1980-06-25 1983-09-07 Предприятие П/Я В-8851 Вакуумно-дуговое устройство
ATE13561T1 (de) * 1980-08-08 1985-06-15 Battelle Development Corp Zylindrische magnetron-zerstaeuberkathode.
US4370539A (en) * 1980-10-07 1983-01-25 Npk Za Kontrolno Zavarachni Raboti Device for the manual start-up of a plasma torch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989006708A1 (en) * 1988-01-18 1989-07-27 Asko Anttila Procedure and apparatus for the coating of materials by means of a pulsating plasma beam
US5078848A (en) * 1988-01-18 1992-01-07 Asko Anttila Procedure and apparatus for the coating of materials by means of a pulsating plasma beam

Also Published As

Publication number Publication date
DE3234100C2 (de) 1985-04-11
DE3234100A1 (de) 1984-03-15
CH656400A5 (de) 1986-06-30
AT376460B (de) 1984-11-26
SE8205250L (sv) 1984-03-15
GB2127043B (en) 1985-10-23
FR2533398A1 (fr) 1984-03-23
FR2533398B1 (sv) 1985-02-08
SE8205250D0 (sv) 1982-09-14
GB2127043A (en) 1984-04-04
ATA330782A (de) 1984-04-15
US4492845A (en) 1985-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE450539B (sv) Plasmabagapparat for paleggning av overdrag
US5037522A (en) Electric arc vapor deposition device
DE4038497C1 (sv)
US4551221A (en) Vacuum-arc plasma apparatus
US4452686A (en) Arc plasma generator and a plasma arc apparatus for treating the surfaces of work-pieces, incorporating the same arc plasma generator
EP0247397B1 (de) Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken
DE69835324T2 (de) Dampfphasenabscheidungsgerät mit kathodischem Lichtbogen (Ringförmige Kathode)
US6246059B1 (en) Ion-beam source with virtual anode
WO2015036494A1 (de) Plasmaerzeugungsvorrichtung
EP0081331A1 (en) Vacuum sputtering apparatus
EP0581902A1 (en) Method and apparatus for linear magnetron sputtering
US8157976B2 (en) Apparatus for cathodic vacuum-arc coating deposition
GB2117610A (en) An arc plasma generator and a plasma arc apparatus for treating the surfaces of work-pieces, incorporating the same arc plasma generator
EP0439220B1 (en) Device for the ionization of metals having a high melting point, which may be used on ion implanters of the type using ion sources of Freeman or similar type
US5948294A (en) Device for cathodic cleaning of wire
JPS5635768A (en) Vapor depositing apparatus
JPS6154110B2 (sv)
RU2074905C1 (ru) Способ ионноплазменной обработки длинномерных изделий
FI78632C (sv) Plasmabåganordning för påförande av beläggningar.
RU2098512C1 (ru) Вакуумно-дуговой источник плазмы
RU1725574C (ru) Устройство для нанесения покрытий в вакууме
SU1291317A1 (ru) Установка дл электрической размерной обработки
JPS5775136A (en) Ion generator
Gongpan et al. Some experimental studies of the calutron ion source
RU1498371C (ru) Плазменный генератор дл обработки поверхностей из диэлектрических материалов

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8205250-7

Effective date: 19930406

Format of ref document f/p: F