[實用新型]用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極

無效

• 申請號: 200920199385.3
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN201517130U
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 張高會;李紅衛;鄭順奇;于明州;黃國青;潘俊德
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 王桂名;余華康

(一)技術領域

本實用新型涉及一種用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極，特別適用于無氫固體滲碳。

(二)背景技術

雙陰極輝光放電滲金屬技術中源極的設計直接關系著滲金屬的效果。滲金屬過程實際上是一個等離子體產生、等離子體輸運和離子吸附滲透的過程，要想在較短的時間內產生理想的滲金屬效果，首先要求產生足夠量的等離子體，其次才有輸運、吸附等，如果第一步沒有足夠的等離子體產生，后期的東西都是不可能的。不同材料的濺射系數不同，對于像石墨這樣濺射系數非常小的材料，如果沒有一個設計合理的源極，實現滲碳幾乎是不可能的。

在雙層輝光離子滲金屬技術中，已經有的源極設計方式有“洞穴式”和“懸掛式”等，并取得了一定的效果。所謂洞穴式中工件處于源極中，依靠空心陰極濺射出欲滲元素進行滲金屬。該方法對滲碳幾乎沒有效果。

另外一種方法是懸掛式，源極做成板狀的，陰極也是平板狀，懸掛與兩個平行的源極之間進行滲金屬。該方法對滲碳也幾乎沒有效果。

實驗證明，由于偏壓的作用，實驗時從空心陰極孔中濺射出的等離子體會形成現狀類似于火焰一樣的所謂等離子體焰，靠近等離子體焰的區域溫度較其它區域要高，包含的欲滲元素粒子(包括原子、離子、電子等)濃度也大。由于滲金屬時要求源極與工件的距離較近，這樣一來會產生靠近空心陰極孔的地方與非對應孔區滲金屬效果不均勻的現象。

(三)發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種具有強濺射率、滲金屬均勻的用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極。

一種用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極，所述源極總體上呈圓柱形，所述圓柱沿軸向對稱設有若干圓孔；所述圓柱上部中心設有呈圓柱形的中空部分，所述中空部分沿軸向對稱設有若干圓孔。

進一步，所述中空部分高度占源極高度的1/3。

進一步，所述圓孔的直徑為15毫米。

本實用新型與現有技術相比具有下述有益效果：

1、針對在雙陰極輝光放電離子滲金屬技術中，利用固體石墨源極進行滲碳時濺射量太小影響效果的問題，本實用新型充分利用空心陰極效應，在源極上設計出諸多圓孔(空心陰極孔)，圓孔的直徑在15毫米左右，其原因是由于在這樣的尺度范圍產生輝光放電效應，離子在孔內部往復運動，會與孔壁產生多次碰撞，從而使孔內壁升溫，一是活化了內壁表面的碳粒子，二是增加了濺射面積，增加了濺射量，為產生高濃度的金屬粒子創造條件；

2、本專利在源極上部中心設置了中空區域，使在陰極孔內產生的等離子體先在該區域進行混合均勻，從而達到滲碳均勻的目的。

(四)附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述源極的結構示意圖。

圖2是圖1所示源極的A向視圖。

(五)具體實施方式

下面通過附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案做進一步地詳細地描述，但本實用新型的保護范圍并不限于此。

如圖1、圖2所示，一種用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極，所述源極1總體上呈圓柱形，所述圓柱沿軸向對稱設有若干圓孔2；所述圓柱上部中心設有呈圓柱形的中空部分3，所述中空部分3沿軸向對稱設有若干圓孔4。

所述中空部分3高度h占源極1高度H的1/3。

所述圓孔2，4的直徑為15毫米。

本實用新型使用時，欲滲樣品置于源極中空部分內部或上方。源極選用固體高純度石墨供給碳元素。采用本專利的蜂窩狀石墨碳源極，利用輝光放電和空心陰極效應，提高石墨源極的濺射率。實踐證明采用這樣的石墨源極，可以提高濺射率20倍以上，有效地解決了現有技術中石墨濺射系數小，滲碳效果差的問題。