[其他]強光離子滲金屬裝制及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85106757
• 申請日: 1985-09-10
• 公開（公告）號: CN85106757A
• 公開（公告）日: 1987-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 李仲君
• 申請（專利權）人: 電子工業(yè)部工藝研究所
• 主分類號: C23C10/06
• 分類號: C23C10/06;C23C14/38
• 代理公司: 電子工業(yè)部專利服務中心
• 代理人: 邱應鳳,徐嫻

本發(fā)明涉及一種利用二次著火現象所設計的強光離子滲金屬裝置及其方法，能把各種金屬滲入到普通鋼或其它金屬中去，改變金屬表面的物理、化學性能。

1981年太原工學院徐重等同志在該院學報上發(fā)表了“雙層輝光放電現象及其放電特性的研究”的論文，首次用雙層輝光放電現象和離子轟擊的方法應用于離子滲金屬。

雙層輝光離子滲金屬裝置由真空鐘罩、直流電壓源和相應電極組成，工件放在陰極上，滲入金屬作為柵極，需要加熱電源裝置，滲入金屬必需是高電阻率的材料，并應做成絲狀，以便提高滲入金屬的溫度，因此滲入金屬的種類有所限制。

本發(fā)明的任務是要提供一種滲層深度明顯加深、而且適用于任何滲入金屬的離子滲金屬的裝置和方法。

本發(fā)明的任務是以如下方式完成的：

如附圖的強光離子滲金屬裝置中，鐘罩（1）內有陽極（2）、偏壓環(huán)（3）和陰極座（5），在陰極座（5）上有與它同電位的桶形靶（4），桶形靶（4）用滲入金屬做成。在桶形靶（4）內放入工件（6）和滲入金屬的碎片（7），這三者都處于同一電位。

將真空室抽到一定的真空度，然后通入氬氣，桶形靶（4）在稀疏的氣體中放電，在開始一段產生著火，發(fā)生輝光，這和湯生放電相同。在適當的氣體壓力和電場強度下，桶形靶（4）內電離產生“雪崩”，出現第二次著火，放電由輝光驟變?yōu)閺姽猓@是在發(fā)明過程中所發(fā)現的一種新的物理現象。在桶形靶（4）內的強光離子區(qū)中，離子具有更高的能量，工件在這個區(qū)域內可加熱到1700℃。

桶形靶（4）作為滲入金屬的料源，在桶形靶（4）內放入滲入金屬的碎片（7），增加了料源，提高滲入效率。

本發(fā)明采用了偏壓環(huán)（3），在相同的電壓下，放電現象可以在較低氣壓下產生第二次著火，可以增加離子的滲入速度。

桶形靶（4）的橫截面可以是圓形、方形或長方形。

本發(fā)明和現有技術相比，具有以下的優(yōu)點和效果：

1.滲入深度遠遠超過現有技術

雙層輝光離子滲鉬，工件溫度為1000℃，經三小時，深度為90微米。強光離子滲鉬，工件溫度為960℃，經2.5小時，深度為285微米。

2.雙層輝光離子滲金屬，滲入金屬必須是高電阻率的材料，并要做成絲狀，因此滲入金屬有所限制。

用強光離子滲金屬不受此限制。

3.本發(fā)明對滲入金屬不需要附加的加熱裝置。

附圖是強光離子滲金屬裝置的結構示意圖

1-鐘罩????2-陽極????3-偏壓環(huán)????4-桶形靶

5-陰極座????6-工件????7-滲入金屬碎片

8-直流電壓源????9-直流電壓源

下面結合附圖說明本發(fā)明的實施情況：

鐘罩（1）直徑為450毫米，桶形靶（4）直徑為40-150毫米，其高度為40-130毫米。陽極（2）、偏壓環(huán)（3）與桶形靶（4）直徑相同。桶形靶（4）與陽極（2）之距離為50-100毫米，桶形靶（4）與偏壓環(huán)（3）之距離為前者的三分之一。

陽極（2）與陰極座（5）之間的電壓為600-1000伏。偏壓環(huán)電壓為100-450伏。

真空室抽到1×10^-5托后，充入氬氣，氬氣壓力控制在4×10^-1-8×10^-2托，滲金屬時工件溫度控制在900-1050℃。

強光離子滲金屬可使任何難熔的金屬經濺射氣化電離，工件可加熱到1700℃。使得任何金屬滲入到另一種金屬中去成為可能，在離子滲鉬、離子滲鎢、離子滲鎳、離子滲鉻、離子滲銅、離子滲硅方面取得了突出的效果，提供了對金屬材料表面改性的廣闊途徑。

桶形靶（4）所創(chuàng)造的高能量離子區(qū)可作為科學研究用新穎的高溫能源。