Электродуговой испаритель а.н.руднева

 

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.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 23 С 14/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 2812144/21 (22) 23.08.79 (46) 30.07.93. Бюл. hL 28 (76) А.Н.Руднев (56) Авторское свидетельство СССР

М 528386, кл. F 04 В 37/02, 1975.

Авторское свидетельства СССР

М 1831514, кл. С 23 С 14/34, 1978. (54) ЭЛ Е КТРОДУГОВ ОЙ И С ПАРИТ ЕЛ Ъ

А.Н.РУДНЕВА (57) Использование: для нанесения вакуумных покрытий и тонких пленок на изделие сложной формы. Сущность изобретения: в

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для нанесения вакуумных покрытий и тонких пленок, а также к вакуумным сублимационным насосам; распыляющим геттерирующий материал электродуговым методом.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей, повышение срока службы и равномерности износа катода, увеличение стабильности и производительности работы испарителя и повышение ка-. чества наносимого покрытия за счет уменьшения капельнай фазы в потоке испаряемого материала.

Согласно изобретению цилиндрическая трубка катода выполнена изогнутой в зависимости от формы покрываемых изделий и на одном конце са стороны поджигающего электрода соединена со спиралью анода через полый изолятор.

Применение полого изолятора обеспечивает свободный ток охлаждающей жидкости внутри полой системы катод-анод.,,5U,, 1831515 АЗ электродугавом испарителе. Трубка катода выполнена изогнутой в зависимости ат 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 мажет быть выполнен в виде прямой, параболы или гиперболы, окружности, спирали Архимеда, овала, эллипса, прямоугольника, винтовой линии. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

На фиг. 1 представлен один вариант разреза предложенной конструкции испарителя; на фиг. 2-9 изображены возможные варианты формы испарителя; на фиг, 1 U-образная форма катода выбрана из требования одновременного нанесения покрытия на внутреннюю и наружную поверхности трубы.

Электродугавой испаритель состоит иэ длин номерного 0-образного цилиндрического полога катода 1, цилиндрического спирального вадоохлаждаемого 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 такоподвода концы анода и катода между собой. Электроды 5 поджига расположен рядом с изолятором 7 и возбуждает

1831515 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 иэделие 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 сьемную крышку 11. Изолирующие, подвижные и неподвижные вводы 12 выполнены вакуумплотно.

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 обьемной) — 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 образ.ом.

Автоматическое устройство 6 поджига возбуждает дугу между катодом 1 и анодом

2 путем кратковременного замыкания электрода 4 на катод 1, Дуга возникает рядо л с изолятором 7. Плазменный шнур от точки возбуждения начинает двигаться в разрядном промежутке катод-анод в 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 поверхность испарения, поперечное сечение которой представляет окружность.

Покрываемая трубка 9 надета на одну ветвь U-образного испарителя и вращается вокруг своей оси соосно оси испарителя.

Учитывал 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 токо-. подвода с помощью системы дугогашения дуга погасает. В этот момент срабатывает автоматическое устройство 6 поджига и дуга возбуждается вновь. Процесс испарения

"0 повторяется до тех пор, пока не образуется на поверхности покрываемого изделия пленка требуемой толщины.

Предложенным испарителем можно покрывать объекты сложной формы, напри15 мер. шарообразной с целью создания . светотеплоотражающих термостойких экранов на основе тугоплавких металлов и сплавов, можно наносить износоустойчивые и коррозионностойкие покрытия на гребные

20 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

25 позволяет наносить покрытие на мелкие изделия сложного профиля — товары народного потребления — посуду, стекло и другие изделия.

Формула изобретения

30 1. Электродуговой испаритель, содержащий катод из испаряемого материала в виде охлаждаемой цилиндрической трубки, поджигающий электрод, анод, выполненный в виде охлаждаемой однозаходной ци35 линдрической спирали, соединенной одним концом с положительной клеммой генератора дуги и охватывающей катод, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, повыше40 ния 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 выполнены в виде изогнутой пространственно-протяженной структуры, причем площадь поверхности анода превышает площадь поверхности катода.

50 2. Испаритель по и. 1, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что изогнутая пространственнопротяженная структура выполнена в форме кривых второго порядка.

3. Испаритель по и. 1, о т л и ч а ю щ и й55 с я тем, что, изогнутая пространственнопротяженная структура выполнена в форме змейки.

4. Испаритель по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что изогнутая пространственно1831515 протяженная структура выполнена в форме овала.

5. Испаритель поп. 1. отл ича ю щи йс я тем, что изогнутая пространственно- 5 протяженная структура выполнена в форме многоугольника.

6. Испаритель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, изогнутая пространственно-протя- 10 женная структура выполнена в форме винтовой линии.

7. Испаритель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что цилиндрическая трубка катода со стороны поджигающего электрода соединена со спиралью анода через полый изолятор, 1831515

Составитель В, Милославская

Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2542 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35., Раушская наб„4/5