[发明专利]使用等离子体浸没离子注入(PIII)对活塞环进行渗氮的装置

权利要求书

1.一种用于在其上支承至少一个物体以进行掺杂的装置，其包括：

a)底部；

b)设置在所述底部上的中心支撑体；和

c)至少一个适于连接到并包住所述中心支撑体的外壳盖，以在其间产生空腔；

其中，所述物体适于经由所述物体的内表面而紧固地安装到所述外壳盖上；在掺杂期间，由掺杂系统提供的热量通过所述腔以加热所述物体，由此通过所述掺杂系统提供的掺杂剂来均匀地掺杂所述物体的外表面。

2.如权利要求1所述的装置，还包括设置在所述中心支撑体上的延展组件，以用于延展所述外壳盖。

3.如权利要求2所述的掺杂装置，其中所述延展组件包括可滑动地连接到所述中心支撑体上的第一滑块和第二滑块，适于被固定到所述第一和第二滑块上的铰链，和适于移动所述第一和第二滑块的旋转部件；且其中，当使用者以预定方向转动所述旋转部件时，所述第一和第二滑块沿着所述中心支撑体滑动以伸展所述铰链，从而延展所述外壳盖。

4.如权利要求2所述的装置，其中，所述延展组件设置在所述中心支撑体的每一端。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述外壳盖包括用于紧固被安装在所述外壳盖上的所述物体的紧固轴。

6.如权利要求1所述的装置，还包括适于互相结合以包住所述中心支撑体的两个外壳盖，和适于紧固所述两个外壳盖之间的所述结合的锁。

7.如权利要求1所述的装置，其中，所述物体为活塞环且所述掺杂剂为氮化物。

8.一种用于在其上安装至少一个活塞环以进行掺杂的装置，其包括：

a)底部；

b)设置在所述底部上的中心轴；和

c)适合于互相结合的三个外壳盖，用于包住所述中心轴，以在其间产生空腔；

其中，所述活塞环适于经由所述活塞环的内表面紧固地安装在所述外壳盖上；在掺杂期间，所述腔提供用于供由掺杂系统提供的热量通过的通道，以加热所述活塞环，由此通过由所述掺杂系统提供的掺杂剂来均匀地掺杂所述活塞环的外表面。

9.如权利要求8所述的装置，还包括设置在所述中心轴的每一端上的延展组件，用于延展所述外壳盖，其包括可滑动地连接到所述中心支撑体上的第一滑块和第二滑块，适于被固定至所述第一和第二滑块的铰链，和适于移动所述第一和第二滑块的旋转部件；且其中，当使用者以预定方向转动所述旋转部件时，所述第一和第二滑块则沿着所述中心支撑体滑动以伸展所述铰链，从而延展所述外壳盖。

10.用于对多个活塞环进行渗氮的方法，其包括：

a)提供根据权利要求1的装置；

b)在所述外壳盖上以预定的空间间隔堆叠多个活塞环；

c)将具有安装于其上的所述活塞环的所述装置放置在真空腔内，并抽吸所述真空腔至预定的基准压力；

d)将氮气引入所述真空腔内，以使所述真空腔达到预定工作压力，；

e)将等离子体浸没离子注入渗氮应用于所述真空腔；和

f)以预定持续时间将所述真空腔的温度提高至预定温度；

由此在所述活塞环的外表面上均匀地掺杂氮化层。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述预定空间间隔在0mm至10mm的范围内；所述预定基准压力低于5.0x10^-3Pa；所述预定工作压力在0.2Pa至200Pa的范围内；所述预定温度在200℃至1000℃的范围内；所述预定持续时间在2至10小时的范围内；在步骤(e)中的等离子体浸没离子注入期间，产生的负电压脉冲的电压振幅在-500V和-2kV之间，产生的负电压脉冲的频率在100Hz和40kHz之间，且产生的负电压脉冲的脉冲宽度至少为5微秒。