Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для нанесения вакуумных покрытий и тонких пленок, а также к вакуумным сублимационным насосам, распыляющим гетгерирующий материал электродуговым методом.
Цель изобретения - расширение технологических возможностей, повышение срока службы и равномерности износа катода, увеличение стабильности и производительности работы испарителя и повышение качества наносимого покрытия за счет уменьшения капельной фазы в потоке испаряемого материала.
Согласно изобретению цилиндрическая трубка катода выполнена изогнутой в зависимости от формы покрываемых изделий и на одном конце со стороны поджигающего электрода соединена со спиралью анода через полый изолятор.
Применение полого изолятора обеспечивает свободный ток охлаждающей жидкости внутри полой системы катод-анод.
На фиг. t представлен один вариант разреза предложенной конструкции испарителя; на фиг. 2-9 изображены возможные варианты формы испарителя; на фиг. 1 U-об- разная форма катода выбрана из требования одновременного нанесения покрытия на внутреннюю и наружную поверхности трубы.
Электродуговой испаритель состоит из длинномерного U-образного цилиндрического полога катода 1, цилиндрического спирального водоохлаждаемого анода 2. Катод 1 и анод 2 подключены к генератору 3 дуги. Поджигающий электрод 4 соединен с положительной клеммой генератора 3 дуги через ограничивающее сопротивление 5 и возбуждает дугу в разрядном промежутке катод-анод с помощью автоматического устройства 6 поджига. Вакуумплотный полый изолятор 7 соединяет противоположные точкам токоподвода концы анода и катода между собой. Электроды 5 поджига расположен рядом с изолятором 7 и возбуждает
ы
дугу в точке на катоде, также расположенной на противоположном конце от точек токоподвода генератора дуги.
Испаритель помещен в вакуумную камеру 8, в которой помещено покрываемое изделие 9 (труба). Труба 9 надета на свободный конец U-образной протяженной структуры разрядного промежутка так, что разряд проходит сначала внутри трубы, а потом снаружи ее за один цикл поджига. Для обеспечения равномерности покрытия вдоль всей длины покрываемой трубы последняя вращается с помощью привода 10, Загрузка труб производится через съемную крышку 11. Изолирующие, подвижные и неподвижные вводы 12 выполнены вакуумп- лотно.
Для стабильной работы испарителя площадь поверхности анода, обращенная к катоду, должна превышать площадь рабочей поверхности катода.
Испарители, изображенные на фиг. 2-9, в сечении могут образовывать прямую, параболу или гиперболу для обработки вогнутых, гиперболических зеркал, окружность для покрытия изделий шарообразной формы, змейку - для нанесения покрытия на изделия плоской формы, спираль Архимеда (плоской или объемной) - овал или эллипс, квадрат, или прямоугольник и винтовую линию, с помощью последнего варианта испарителя можно покрывать изделие объемной формы, которое должно располагаться внутри винтовой линии.
Испаритель работает следующим образом.
Автоматическое устройство 6 поджига возбуждает дугу между катодом 1 и анодом 2 путем кратковременного замыкания электрода 4 на катод 1. Дуга возникает рядом с изолятором 7. Плазменный шнур от точки возбуждения начинает двигаться в разрядном промежутке кэтод-анод о направлении к точкам токоподвода. Катодные пятна, двигаясь в магнитном поле, создаваемом анодом-соленоидом, совершают при этом движение по поверхности катода по винтовой линии, вызывая испарение материала катода.
Вследствие того, что разрядный промежуток представляет U-образную пространственную структуру, результирующее движение катодных пятен в таком испарителе также будет представлять U-образную поверхности испарения, поперечное сечение которой представляет окружность.
Покрываемая трубка 9 надета на одну ветвь U-образного испарителя и вращается вокруг своей оси соосно оси испарителя. Учитывая вышесказанное о результирующем движении катодных пятен, покрытие будет образовываться на внутренней и внешней поверхностях трубы за один цикл движения дугового разряда по U-образному
разрядному промежутку. Вблизи точек токоподвода с помощью системы дугогашения дуга погасает. В этот момент срабатывает автоматическое устройство 6 поджига и дуга возбуждается вновь. Процесс испарения
повторяется до тех пор, пока не образуется на поверхности покрываемого изделия пленка требуемой толщины.
Предложенным испарителем можно покрывать объекты сложной формы, например. шарообразной с целью создания светотеплоотражающих термостойких экранов на основе тугоплавких металлов и сплавов, можно наносить износоустойчивые и коррозионностойкие покрытия на гребные
валы судов, поршневые штоки и другие длинномерные изделия, и равномерные оптические покрытия на зеркала телескопов с диаметром в несколько метров и мощных оптических квантовых генераторов, а также
позволяет наносить покрытие на мелкие изделия сложного профиля -товары народного потребления - посуду, стекло и другие изделия.
Ф о р м у л а и з о б р е те н и я
1. Электродуговой испаритель, содержащий катод из испаряемого материала в виде охлаждаемой цилиндрической трубки, поджигающий электрод, анод, выполненный в виде охлаждаемой однозаходной цилиндрической спирали, соединенной одним концом с положительной клеммой генератора дуги и охватывающей катод, о т л и ч a tout и и с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, повышения срока службы и равномерности износа катода, увеличения стабильности и производительности работы испарителя и повышения качества наносимого покрытия за счет уменьшения капельной фазы в потоке испаряемого материала, катод и анод выполненыввидеизогнутойпространственно-протяженной структуры, причем площадь поверхности анода превышает площадь поверхности катода.
2. Испаритель по п. .1 ..отличаю щий- с я тем, что изогнутая пространственно- протяженная структура выполнена в форме кривых второго порядка.
3.Испаритель по п. 1, отл и ч а ю щи й- с я тем, что, изогнутая пространственно- протяженная структура выполнена в форме змейки.
4.Испаритель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что изогнутая пространственнопротяженная структура выполнена в форме овала.
5.Испаритель по п. 1,отличающий- с я тем, что изогнутая пространственно- протяженная структура выполнена в форме многоугольника.
6.Испаритель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, изогнутая пространственно-протяженная структура выполнена в форме винтовой линии.
57. Испаритель по п. 1,отличаю щийс я тем, что цилиндрическая трубка катода со стороны поджигающего электрода соединена со спиралью анода через полый изоля10 тор.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ | 2013 |
|
RU2510428C1 |
Электродуговой испаритель металлов и сплавов | 1980 |
|
SU901358A1 |
ВАКУУМНО-ДУГОВОЙ ИСТОЧНИК ПЛАЗМЫ | 2009 |
|
RU2382118C1 |
Электродуговой испаритель | 1982 |
|
SU1123313A1 |
Электродуговой испаритель металлов | 1980 |
|
SU953004A1 |
ВАКУУМНО-ДУГОВОЙ ИСТОЧНИК ПЛАЗМЫ | 1996 |
|
RU2098512C1 |
ВАКУУМНО-ДУГОВОЙ ИСТОЧНИК ПЛАЗМЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИИ | 2005 |
|
RU2288969C1 |
ВАКУУМНО-ДУГОВОЙ ИСТОЧНИК ПЛАЗМЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ | 2002 |
|
RU2227173C2 |
ИСТОЧНИК МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ (ВАРИАНТЫ) | 2015 |
|
RU2601725C1 |
ПРОТЯЖЕННЫЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ | 2023 |
|
RU2816469C1 |
Использование: для нанесения вакуумных покрытий и тонких пленок на изделие сложной формы. Сущность изобретения: в электродуговом испарителе. Трубка катода выполнена изогнутой в зависимости от формы покрываемых изделий и на одном конце со стороны поджигающего электрода от формы покрываемых изделий и на одном конце со стороны поджигающего электрода соединена со спиралью анода через полый изолятор для обеспечения свободного тока охлаждающей жидкости внутри полой системы катод-анод. Испаритель может быть выполнен в виде прямой, параболы или гиперболы, окружности, спирали Архимеда, овала, эллипса, прямоугольника, винтовой линии. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.
+
тшжкщ
(Риг. I
Фж.З
+
.ФогА
Фм.5
Сорбционный вакуумный насос | 1975 |
|
SU528386A1 |
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
Электродуговой испаритель А.Н.Руднева | 1978 |
|
SU1831514A3 |
кл | |||
Прибор для равномерного смешения зерна и одновременного отбирания нескольких одинаковых по объему проб | 1921 |
|
SU23A1 |
Авторы
Даты
1993-07-30—Публикация
1979-08-23—Подача