Способ дегазации диэлектриков

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< н947924 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено151176 (21) 2421932/18-21 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Р М g+ з

Н 01 Х 9/38

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 300782 Бюллетень ¹ 28 (531 УДК621- 385 (088 ° 8) Дата опубликования описания 300782 (72) Авторы изобретения

П.Н. Дашук и В.С. Ком

Ленинградский политехнически и Ленинградский ордена Октяб н Трудового Красного Знамени им. Ленсовета им." М.И.. Калинина волюцни ческий институт (71) Заявители (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к обезгаживанию и откачке вакуумных приборов и устройств, имеющих узлы из диэлектрика.

Известен способ очистки деталей с использованием радиационного облучения, например, УФ-излучением (11.

Однако этот способ очистки имеет ограниченное применение ввиду наличия пределов пропускания УФ-радиации у различных материалов.

Известен способ дегазации диэлектриков путем воздействия электрического разряда на поверхность диэлектрика. Согласно этому способу в вакуумном объеме ограниченном внутрен ней поверхностью из диэлектрического материала создается тлеющий разряд. Десорбция поверхности газов осуществляется в данном случае за счет ионной и электронной бомбардировки диэлектрической поверхности в вакууме (2).

Недостатком данного способа является то, что тлеющий разряд зажигается только при давлении выше, чем

10 тор, при более глубоком вакууме тлеющий разряд погасает. Этому способу присуща недостаточно полная дЕ-азация поверхности, вследствие наличия, как правило, многих десятков адсорбированных слоев газа, малой концентрации образовавшихся ионов и электронов, а также вследствие недостаточной энергии этих заряженных частиц. К не остаткам известного способа можно отнести и большую длительность обработки, сплошной разогрев поверхности диэлектрика.

Цель изобретения — ускорение процесса дегазации и обеспечение более полной десорбции газа с поверхности диэлектрика.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дегазации диэлектриков путем воздействия электрического разряда на поверхность диэлектрика в вакууме, на указанную поверхность воздействуют скользящим электрическим разрядом, причем на поверхности формируют лавинную стадию скользящего электрического разряда.

Скользящий разряд на поверхности диэлектриков является известной, осо25 бой формой электрического разряда.

Он возникает и обычно применяется при работе электрических электрофизических устройств, а также в лазерной технике и при создании импульс30 ных источник >в света.

947924

Скользящий разряд возникает только в случае, когда сторона диэлектрика притивоположна той, по которой он развивается, металлизирована или покрыта токопроводящим слоем, а к электроду, с которого развивается разряд, приложено быстроменяющееся импульсное или колебательное напряжение.

При малой толщине диэлектрика, а это имеет место как раз при откач- !О ке тонкостенных сосудов, вблизи электрода, а затем вблизи движущейся по поверхности твердого диэлектрика головки разряда, создается очень высокая напряженность электрического 1 поля, как касательная, так и нормальная к поверхности диэлектрика. Значение напряженности на поверхности диэлектрика в головке разряда могут достигать (1-3) 10 в/см. Нормальная компонента электрического. поля направляет к диэлектрику поток высокоэнергетических заряженных частиц (электронов или ионов), возбужденных в зоне высокой напряженности электрического поля. Причем электроны в головке скользящего разряда могут за время движения из зоны разряда до поверхности диэлектрика приобретать энергию 1-10 кэв, даже при атмосферном давлении, т.е. на самых начальных стадиях откачки и в процессе активной десорбции газа с поверхности диэлектрика.

Напряженность электрического поля вблизи поверхностей диэлектрика З и плотность потока электронов при скользящем разряде значительно (на

2-3 порядка) выше, чем при традиционном способе дегазации тлеющи х разрядом. 40

Как и у всякого электрического разряда, скользящему разряду присуща фаза незавершенного разряда, когда происходит формирование канала, его продвижение по поверхности диэлектри-4 ка, но отсутствует канал или каналы, соединяющие электроды противоположной полярности.

Известны три стадии незавершенного скользящего РазРяда: лаванная (корон-gp ная), стрименная и искровая (лидерная)..

Наиболее эффективная десорбция газа имеет место при использовании первой, лавинной стадии, которая характеризуется тем, что множество элементарных лавин развивается по поверхности диэлектрика одновременно и с высокой равномерностью. Температура в канале таких лавин невелика и не превышает 300 К, что при кратковременном воздействии не опасно для диэлектрика и не приводит к разрушению поверхности. В зоне канала, в стриммере, и особенно в лидере сколь:«яшего раэряда температура хотя и 65 выше, однако и эти стадии не опасны для диэлектрика, так как взаимодействие плазмы разрядов с диэлектриком в этих стадиях (как и в лавинной) очень кратковременно и составляет единицы микросекунд при ка>хдом импульсе.

Именно такой незавершенный скользящий разряд наиболее эффективно и экономично применять для дегазации поверхности диэлектриков в вакууме.

Таким образом, при формировании скользящего разряда вблизи поверхности диэлектрика удается весьма простыми средствами создать большие значения тангенциальной составляющей напряженности электрического поля, что, при значениях E =10 — 106 в/см, вызывает бурную десорбцию газа, адсорбированного поверхностью диэлектрика и существенно ускоряет откачку.

Скользящий разряд, развивающийся в слое десорбируемого газа, имеет температуру в канале выше 1000 К и высокую локальную концентрацию высокоэнергетичных электронов, способствующих процессу десорбции газа.

Импульсный характер развития скользящего разряда обеспечивает полное отсутствие разогрева диэлектрика и обеспечивает высокую эффективность и равномерность дегазации поверхности диэлектрика. Предлагаеьым способом может осуществляться дегазация диэлектриков с различными свойствами и таких, как стекло и таких легкоплавких диэлектриков, как, например, полиэтилен.

Использование предлагаемого способа вакуумной дагазации диэлектрических поверхностей, обращенных в вакуум, обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность осуществления дегазации под откя чкой при давлении меньше, чем 10 тор, обезгаживание поверхности любой формы и профиля, отсутствие разогрева детали.

Все это значительно повышает срок службы и качество вакуумных и газонаполненных приборов.

Формула изобретения

1. Способ дегазации диэлектриков путем воздействия электрического разряда на поверхность диэлектрика в вакууме, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса дегазации и обеспечение более полной десорбции газа, на поверхность диэлектрика воздействуют скользящим электрическим разрядом.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что на поверхности диэлектрика формируют лавинную стадию скользящего электрического разряда.

947924

Составитель А. Сенчихин

Редактор E. Кинив. Техред Л. Пекарь Корректор В. Бутяга

Заказ 5663/76 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источникй информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Altemose V.Î. 3 .Am. Ceram. Soc.

1966, vog. 49, Р 8, р, 446-450.

2. Черепнин Н.В. Основы очистки, обезгаживания и откачки в вакуумной технике. М., "Советское радио", 1967, 31 (прототип)