УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ РАЗРЯДА В ИМПУЛЬСНОМ ГЕНЕРАТОРЕ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ПЛАЗМЫ Советский патент 1994 года по МПК H05H1/34 C23C14/00 

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для возбуждения разряда в импульсных генераторах электроэрозионной плазмы и может быть использовано в вакуумных сильноточных электроразрядных устройствах технологического назначения, например, для вакуумно-плазменного нанесения тонких пленок и покрытий.

Целью изобретения является повышение надежности устройства и увеличение срока службы.

На чертеже показано одно из возможных устройств для возбуждения разряда в импульсном генераторе электроэрозионной плазмы.

Устройство содержит охватывающий цилиндрический катод 1 генератора вблизи его рабочего торца 2, кольцевой изолятор 3 и кольцевой поджигающий электрод 4. Диаметр отверстия в изоляторе 3 превышает диаметр катода 1. Поверхность изолятора 3, обращенная в одну сторону с рабочим торцом 2 катода 1, снабжена тонкопленочным токопроводом 5. Вторым разрядным электродом генератора является его анод 6. Тонкопленочный токопровод 5 контактирует с катодом 1 и поджигающим электродом 4. Контакт 7 тонкопленочного токопровода 5 с катодом 1 является локальным.

Устройство содержит механизм перемещения изолятора 3, который включает держатель 8 изолятора 3 и снабженную роликом 9 цилиндрическую втулку 10, расположенную коаксиально катоду 1 и выполненную с возможностью вращения относительно своей оси. Ролик 9 связан с цилиндрической втулкой 10 посредством пружинящего элемента 11. Устройство оснащено сферическим (или шарнирным) подшипником 12. Одно кольцо 13 подшипника 12 установлено соосно с катодом 1 и жестко закреплено. На подвижном кольце 14 подшипника 12 смонтирован держатель 8 изолятора 3. Такое решение обеспечивает взаимодействие ролика 9 с держателем 8 изолятора 3 и прижим изолятора 3 к боковой поверхности катода 1 вблизи его рабочего торца 2 с образованием локального контакта 7 тонкопленочного токопровода 5 с катодом 1, при этом изолятор 3 расположен эксцентрично относительно катода 1, а ось подвижного кольца 14 подшипника 12 отклонена на угол α от оси его неподвижного кольца 13, совпадающей с осью цилиндрического катода 1 генератора.

Величина угла α определяется разностью диаметров отверстий в изоляторе и катоде (D_u -D_к ) и расстоянием l от центра 0 отверстия в изоляторе 3 до центра О₁ подшипника 12 - точки пересечения осей неподвижного и подвижного колец 13 и 14.

α ≈ arctg .

Держатель 8 изолятора 3 соединен с поджигающим электродом 4, например, при помощи одного из видов разъемного соединения, обеспечивающего плотный прижим поджигающего электрода 4 к поверхности тонкопленочного токопровода 5. В корпусе 15 генератора вакуумплотно смонтирован ввод вращения, служащий для передачи вращательного движения цилиндрической втулке 10. Питание устройства и генератора осуществляется от управляемого импульсного источника питания, выводы которого электрически связаны с катодом 1, поджигающим электродом 4 и анодом 6.

Устройство работает следующим образом.

Приводят во вращение цилиндрическую втулку 10, кинематически связанную с держателем 8 изолятора 3 посредством пружинящего элемента 11 и ролика 9. Так как ролик 9 катится на боковой поверхности держателя 8 изолятора 3, смонтированного на подвижном кольце 14 сферического (или шарнирного) подшипника 12, допускающего две степени свободы перемещения подвижного кольца 14 (возможность вращения вокруг своей оси и возможность качания относительно центра О₁ подшипника), держатель 8 изолятора 3 совершает сложное движение в пространстве, при котором изолятор 3 плавно (без рывков и нарушения локального контакта 7 тонкопленочного токопровода 5 с катодом 1) обкатывает катод 1 вблизи кромки его рабочего торца 2, поскольку при этом медленное вращение подвижного кольца 14 подшипника 12 обеспечивает равенство путей перемещения места контакта тонкопленочного токопровода 5 с катодом 1 как по тонкопленочному токопроводу 5, так и по катоду 1. С помощью управляемого импульсного источника питания периодически подают импульс напряжения на межэлектродный промежуток катод 1 - анод 6 генератора и пропускают импульс тока через тонкопленочный токопровод 5. Протекание импульса тока через тонкопленочный токопровод 5 вызывает электровзрывное испарение его материала, сопровождающееся образованием инициирующей плазмы, заполняющей межэлектродный промежуток генератора, а поскольку к нему приложено импульсное напряжение, в генераторе возбуждается импульсный вакуумный сильноточный разряд, его горение сопровождается генерированием электроэрозионной плазмы, некоторая доля которой осаждается на поверхности изолятора 3, восстанавливая тонкопленочный токопровод 5 и делая тем самым возможным осуществление очередного возбуждения разряда в генераторе. Катод 1 подают по мере его выработки при помощи системы подачи, предусмотренной в генераторе, благодаря чему сохраняется постоянство расстояния от кромки рабочего торца 2 катода 1 до поверхности тонкопленочного токопровода 5 в месте контакта его с катодом 1.

Устройство для возбуждения разряда в импульсном генераторе электроэрозионной плазмы относится к области электротехники. Цель изобретения - повышение надежности устройства и увеличение срока службы. Устройство для возбуждения разряда в импульсном генераторе электроэрозионной плазмы, содержащее охватывающий цилиндрический катод генератора вблизи его рабочего торца, кольцевой изолятор, поверхность которого, обращенная в одну сторону с рабочим торцом катода, снабжена тонкопленочным токопроводом, имеющим локальный контакт с катодом, кольцевой поджигающий электрод, контактирующий с тонкопленочным токопроводом, и механизм перемещения изолятора, включающий держатель изолятора и расположенную коаксиально катоду, выполненную с возможностью вращения относительно своей оси цилиндрическую втулку, снабженную связанным с ней посредством пружинящего элемента роликом, взаимодействующим с держателем изолятора и обеспечивающим прижим изолятора к боковой поверхности катода, оснащено сферическим или шарнирным подшипником, одно из колец которого установлено соосно с катодом и закреплено, а держатель изолятора смонтирован на подвижном кольце подшипника соосно с ним и соединен с поджигающим электродом. Устройство может быть использовано в вакуумных сильноточных электроразрядных устройствах технологического назначения, например, для вакуумно-плазменного нанесения тонких пленок и покрытий. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ РАЗРЯДА В ИМПУЛЬСНОМ ГЕНЕРАТОРЕ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ПЛАЗМЫ по авт. св. N N 1168070, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и увеличения срока службы, оно дополнительно снабжено сферическим или шарнирным подшипником, одно из колец которого установлено соосно с катодом и закреплено, а держатель изолятора смонтирован на подвижном кольце подшипника соосно с ним и соединен с поджигающим электродом.