[发明专利]管状阴极长电弧等离子体蒸发源

说明书

本发明为一种管状阴极长电弧等离子体蒸发源，是一种物理汽相沉积技术。

当前现有技术中，如CN8710473o中所涉及的等离子体蒸发源，其镀膜材料阴极为短柱状，没有贯穿整个阳极壳体，蒸发量很小，镀复面很窄，要镀制大型工件，必须采用多个蒸发源，这给镀膜装置在结构上造成了很大的复杂性，成本很高，对镀膜机的安装和拆卸工艺也增加了很大的复杂度，制造工艺很复杂。

为了克服上述缺点，本发明提供了一种管状阴极长电弧等离子体蒸发源，其阴极为可任意贯穿阳极壳体的通底或不通底的长柱管状体，是一种新型的等离子体蒸发源。

本发明为一种管状阴极长电弧等离子体蒸发源，包括阳极壳体、阴极、半环形屏弊及板套式屏蔽，阴极为可任意贯穿阳极壳体的通底或不通底的长柱管状体，阴极的上、下端均装有接线柱，阴极的空腔中注有冷却水，阴极的外部均套有起定向作用的半环形屏蔽及防止击穿的板套式屏蔽，这种源的长柱管状阴极在镀制工件较多的情况下也可用空心管制成的螺旋管代替，管中可以加磁钢或螺线圈，以增大弧斑运动速度。

本发明的优点是：蒸发量大，一个管状阴极相当于多个蒸发源，使现有镀膜装置的结构大大简化，节省了材料、降低了成本，给制造工艺带来很大的方便，提高了镀膜的可靠性。这种阴极可根据被镀件的需要放置在阳极壳体内的任意位置，使用起来很方便。

本发明的具体结构由附图1给出。

附图1为管状阴极长电弧离子体蒸发源的示意图。

图中主要结构为：阳极壳体1、阴极2、半环形屏蔽3、板套式屏蔽4、接线柱5、引弧触发器6、绝缘体7、法兰8、电阻9、电磁铁10、电压继电器11，冷却水进出口12。

下面结合附图对本发明加以详细的说明。

工作时将阴极2两端并联相同的弧电源，或只联接单个弧电源，即负极，阳极壳体接电源正极，蒸发源中的短路引弧触发器6，通过电阻9与阳极壳体1相接，接通电源后在电磁铁10的作用下完成短路引弧动作，在引弧触发器6与阴极镀膜材料2之间形成引弧电弧，并迅速变成阴极镀膜材料2与阳极壳体1之间的主电弧，在该电弧阴极斑的作用下，阴极镀膜材料2蒸发并电离，迅速离开表面，形成所需要的等离子体流，为了实现更为理想的引弧过程，在阴极镀膜材料2和短路引弧触发器6之间并入一电压继电器，在电弧正常稳定燃烧的电压下，电压继电器11释放，使电磁铁10的线包断电，短路引弧触发器6处于与阴极1脱离的状态;反之，在电弧熄灭或电弧出现熄灭趋势而导至弧电源电压升至高于正常电压时，电压继电器11吸合，电磁铁10的线包有电，短路引弧触发器6执行短路引弧动作，蒸发源中各部件之间通过板套式屏蔽4实现密封和电绝缘，半环形屏蔽轴是可装卸的，可调节方向的，以便形成定向的等离子体流，在特殊情况下，可在阴极周围加一个螺旋管状的辅助阳极，以提高电弧的稳定性。阴极本身采用螺线管形状经中心磁场的设置及调节带来方便。

实例：

1、先将需加工（镀膜）的工件经专门的前处理程序进行清洗达到去污、去油、脱水的目的以后，装卡在工件转架上（以悬挂、夹紧等方式）。

2、将真空室的炉门打开，这时将已装卡完毕的工件连同转架一并装入真空室中，关闭炉门开启真空系统进行排气作业。

3、待系统达到高真空后，向真空室内充入辅助气体，开启轰击电源对工件进行离子轰击清洗，待清洗电流平稳以后停止轰击。

4、再将真空抽至高真空，其后再送入反应气体如N₂、O₂等点燃蒸发源开始主弧轰击程序，以便达到使工件迅速升温的目的，随后将轰击电流电压进一步降低，运行镀膜主程序，程序完成后，关闭所有蒸发离化源并卸掉轰偏流电压，待工件稍加冷却后，即可放入空气，取出被镀工件。