[發明專利]一種具有防護功能的離子源的導磁套筒結構

在審

• 申請號: 202010515710.3
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111916326A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 丁永杰;魏立秋;李鴻;唐井峰;于達仁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;哈工大機器人（岳陽）軍民融合研究院
• 主分類號: H01J37/02
• 分類號: H01J37/02;H01J37/32;C23C14/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

本發明提供了一種具有防護功能的離子源的導磁套筒結構，導磁套筒結構設置在離子源的放電通道的底部，導磁套筒結構包括內導磁套筒、環形導磁板、外導磁套筒和防護罩，內導磁套筒和外導磁套筒同軸嵌套布置，且內導磁套筒的底部與外導磁套筒的底部平齊設置，內導磁套筒的底部與外導磁套筒的底部之間通過環形導磁板連接，內導磁套筒、環形導磁板和外導磁套筒同材質且一體成型設置；防護罩固定在內導磁套筒的頂部，且覆蓋內導磁套筒的上端口，在環形導磁板上開設有兩個安裝孔。本發明解決現有離子源放電通道底部受等離子體回流侵蝕嚴重以及近陽極區磁場強度過大導致的高電壓工況下陽極表面熱沉積嚴重，且通道內無法實現磁場正梯度放電的問題。

技術領域

本發明屬于離子源技術領域，尤其是涉及一種具有防護功能的離子源的導磁套筒結構。

背景技術

近年來，高尖端工業產品對于材料加工的精密度要求日益提高，尤其是材料的鍍膜工藝，以往傳統的電子束熱蒸發和電阻熱蒸發沉積技術越來越難以滿足工業需求，因此人們開始將目光投向用于航天推進的等離子體技術。

傳統的電子束熱蒸發沉積鍍膜是利用加速電子轟擊鍍膜材料，使之加熱蒸發，并沉積于基片上成膜，由于電子束加熱能夠獲得極高的能量密度，因此該方法可以制備多種金屬鍍膜，且具有較高的純度和精度，然而由該方法也有著易脫落、鍍膜質量差等缺點。為了克服以上缺點，人們開始逐漸將等離子體技術與傳統鍍膜技術相結合，從而形成了離子束輔助沉積鍍膜技術，在電子束對鍍材熱蒸發產生氣相進行沉積鍍膜的同時，離子源產生一定能量的離子束進行轟擊混合，以達到鍍膜改性，增強附著力的目的。同時，鍍膜前離子源還可對基片進行轟擊濺射清洗，去除基片表面氧化層或污染物來活化基片。

傳統離子源等離子空間分布均勻性很強，能夠實現在單位時間內對更大面積進行鍍膜，但由于其特殊的磁場位型，電子會在放電通道內形成一個負電位，由此吸引離子回流，對放電通道底部造成極其嚴重的等離子體侵蝕。此外，由于缺少外永磁環，其陽極難以布置在零磁點位置，即大量磁力線徑直穿過陽極表面，在高電壓的工況下造成嚴重的陽極表面熱沉積問題，且由于近陽極區磁場強度過大，無法實現通道內磁場的正梯度放電，由此導致通道內的電離區拉長，等離子體加速效果較差等不良影響，也會加大磁場約束等離子體的難度，對離子源的性能的提升有著一定的影響。因此，提供一種同時具有防護作用，且能夠來削弱近陽極區磁場強度的防護罩是十分必要的。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種具有防護功能的離子源的導磁套筒結構，解決現有離子源放電通道底部受等離子體回流侵蝕嚴重以及近陽極區磁場強度過大，由此導致的高電壓工況下陽極表面熱沉積嚴重，且通道內無法實現磁場正梯度放電的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種具有防護功能的離子源的導磁套筒結構，所述導磁套筒結構設置在離子源的放電通道的底部，所述的導磁套筒結構包括內導磁套筒、環形導磁板、外導磁套筒和防護罩，所述的內導磁套筒和外導磁套筒同軸嵌套布置，且內導磁套筒的底部與外導磁套筒的底部平齊設置，所述的內導磁套筒的底部與外導磁套筒的底部之間通過環形導磁板連接，所述的內導磁套筒、環形導磁板和外導磁套筒同材質且一體成型設置；所述的防護罩固定在內導磁套筒的頂部，且覆蓋內導磁套筒的上端口，在環形導磁板上開設有兩個安裝孔，且兩個安裝孔分別用于離子源陽極導電柱和導氣柱的安裝，兩個安裝孔間隔180°布置在環形導磁板上。

進一步的，所述內導磁套筒與防護罩之間焊接連接。

進一步的，所述防護罩為下部設有凸臺的圓板結構。

進一步的，所述環形導磁板的寬度與內導磁套筒和外導磁套筒的高度差根據陽極的具體尺寸進行調整。

進一步的，所述內導磁套筒的高度高于外導磁套筒的高度。

進一步的，所述內導磁套筒、環形導磁板和外導磁套筒均由高導磁材料制成。