Tiek analizēts magnētiskā lauka jonu pārklājuma loka avots un tā izlādes raksturlielumi
Aug 05, 2019| Tiek analizēts magnētiskā lauka jonu pārklājuma loka avots un tā izlādes raksturlielumi
Tiek analizēta vairāku magnētiskā lauka kontrolētu loka jonu pārklājuma avotu struktūra, darbības princips, loka vietas kustība un izlādes raksturlielumi. Tiek salīdzināta dažādu ar magnētisko lauku vadāmu loka avotu mērķa struktūra un magnētiskā lauka konfigurācija. Paredzēta loka jonu pārklājuma loka avota attīstība, kuru kontrolē magnētiskais lauks .
Instrumentu un veidņu apstrādes kvalitātes un kalpošanas laika uzlabošana ir tēma, kuru cilvēki vienmēr pēta. Loka jonu pārklāšanas tehnoloģija ir sava veida die materiālu virsmas modifikācijas tehnoloģija, kuras priekšrocības ir augsta jonizācijas pakāpe, nogulsnēšana zemā temperatūrā, laba plēves kvalitāte un ātrs nogulsnēšanās ātrums utt., Kas nav pieejamas citās pārklāšanas metodēs. Tomēr lielo daļiņu esamība, ko izraisa loka izlāde, ierobežo die pārklājuma tehnoloģijas turpmāku pielietošanu, kas ir kļuvusi par galveno loka jonu pārklājuma tehnoloģijas attīstības tēmu.
Jonu pārklājuma loka avots ir loka plazmas izlādes avots un ir galvenā jonu pārklājuma tehnoloģijas sastāvdaļa. Loka avots, kas tiek izmantots loka jonu galvanizācijā, ir aukstā katoda loka avots, loka izturēšanos šajā loka avotā kontrolē daudzi ātri kustīgi un ļoti spilgti katoda plankumi uz katoda virsmas. Loka jonu pārklāšanas tehnoloģijas attīstības un pilnveidošanas procesā ļoti svarīga ir efektīva loka katoda vietas kustības kontrole, jo tā nosaka loka izlādes stabilitāti, katoda mērķa efektīvu izmantošanu, lielu daļiņu noņemšanu, plēves kvalitātes uzlabošanu un daudzas citas galvenās problēmas. Mājas apstākļos un ārzemēs pētniecība galvenokārt koncentrējas uz magnētiskā lauka vadības loka avota projektēšanu.Sakarā ar vakuuma loka fizikālajām īpašībām pielietotais elektromagnētiskais lauks ir efektīva metode loka plankumu kustības kontrolei. Pašlaik visos magnētiskā lauka projektos tiek apsvērta noteiktas magnētiskā lauka konfigurācijas veidošanās uz mērķa virsmas, tiek izmantots akūta leņķa noteikums, lai ierobežotu loka plankumu kustības ceļu, un izmanto šķērsenisko komponentu, lai uzlabotu loka plankumu kustības ātrumu.
Ideālais magnētiskā lauka dizains ir iemiesots šādi: no vienas puses, cik iespējams, palieliniet magnētiskā lauka šķērseniskās sastāvdaļas laukumu un intensitāti; no otras puses, vislielākajā mērā kontrolēt un ierobežot loka plankumu kustību. Sakarā ar ilgstošu darbarīku pārklāšanas plēves ilgumu, plēves veiktspējai ir jābūt ļoti lielai, jonu pārklājuma loka avota rūpnieciskai izmantošanai vajadzētu būt šādām īpašībām: (1) stabila izlāde, kas bieži vien nav no loka; (2) loka vietas kustības ierobežojumi ir pamatoti, nebrauc ar loka palīdzību; (3) augsts mērķa materiālu izmantošanas līmenis; (4) izsmalcināta loka vieta, mazs izlādes jaudas blīvums, mazas daļiņas; (5) plazmas blīvums un jonizācijas ātrums ir augsts, un pietiek ar plazmas plūsmu, kas tiek transportēta uz sagatavi.
Ņemot vērā mūsdienās populāros vairākus rīkus, kas tiek izmantoti loka jonu pārklājuma lauka papildu avota pārklāšanai, šajā rakstā dažādu magnētiskā lauka kontrolētu loka avota mērķa struktūru, magnētiskā lauka konfigurācijas un ģenerēšanas mehānisma salīdzinošajā analīzē tika apskatīta atšķirīgā konfigurācija Tiek apskatīta loka vietas kustības magnētiskā lauka, izlādes ietekme un iegūtā pārklājuma procesa priekšrocības un trūkumi utt., lai kontrolētu elektriskā loka jonu pārklājuma loka avota attīstības magnētisko lauku.
1. Apaļa maza loka avots
Jonu pārklājuma loka avots, kas pirmo reizi tiek izmantots instrumentu galvanizācijā, ir tipisks mazo loka avots, kas ievests no Krievijas, un tam ir priekšrocības ar vienkāršu struktūru, ērtu uzstādīšanu, mērķa kombināciju ar dažādiem komponentiem jebkurā vietā, viegli realizējamu daudzslāņu pārklājuma sagatavošanu un tā tālāk. Loka avota mērķis parasti ir aptuveni 60 ~ 160 mm diametrā un 20 ~ 40 mm biezumā. Salīdzinot ar citiem katoda loka avotiem, izmērs ir daudz mazāks, tāpēc to parasti sauc par mazo loka avotu. Mazu loka avoti parasti izmanto elektromagnētisko vai pneimatisko loka loka aizdedzes režīmu. Strādājot, loka adatu velk atpakaļ, lai sazinātos ar katoda mērķa materiālu loka aizdedzei, un loka aizdedzes adatas ķēde tiek pārtraukta pēc loka aizdedzes iedarbināšanas, un loka izlādi uztur loka enerģijas avots.
Loka avota vadības magnētiskais lauks parasti nāk no pastāvīgā magnēta, kas novietots aiz mērķa. Magnēti var būt cilindriski, apaļi vai gredzenu cilindriski. Izmantojot pastāvīgā magnēta radīto magnētisko lauku uz mērķa virsmas, var ierobežot loka vietas kustību, uzlabot izlādes stabilitāti un izvairīties no loka kustības. Mērķa magnētiskā lauka intensitāte parasti ir 1 ~ 5 mT, lai uzturētu vienmērīgu mazā loka avota izlādi. Ar pastāvīgā magnēta kustību elektromagnētiskā lauka intensitāte mērķa priekšā palielinās, radot radiālo virzošo spēku un perimetra spēku elektronam tā, ka loka plankums rotē pa perimetru uz virsmas un radiāli uz āru no apļa centra. Palielinot magnētiskā lauka intensitāti, var palielināties loka vietas kustības ātrums un rādiuss, kā parādīts 1. att. 1 (a). Tomēr pastāvīgo magnētu, kas uzstādīts aiz tradicionālā mazā loka avota mērķa, parasti iemērc dzesēšanas ūdenī, kuru pēc ilgstošas mērcēšanas ir viegli demagnetizēt, un magnēts ir nepārtraukti jāmaina. Turklāt magnētiskā lauka stiprumu nav viegli pielāgot, tāpēc mērķa magnētiskā lauka intensitāti var regulēt tikai pārvietojot pastāvīgo magnētu aiz mērķa uz priekšu un atpakaļ.
Šobrīd daudzi uzņēmumi ir uzlabojuši loka avotu, galvenokārt iekļaujot: netieša ūdens dzesēšanas kanāla pieņemšanu, pastāvīga magnēta ievietošanu ārpus ūdens dzesēšanas kanāla, izvairīšanos no demagnifikācijas un lielākas magnētiskā lauka projektēšanas telpas nodrošināšanu, kas veicina kompozīta magnētiskā lauka projektēšanu elektromagnētiskā savienotā pastāvīgā magnētiskā lauka lauks un veicinot jonu pārklājuma loka avota attīstību, kā parādīts 1. attēlā (c). Piemēram, balchas LIETO mērķi ar diametru 160 mm, kas ir netieši atdzesēts ar ūdeni. Mērķa aizmugurē ir dažādas magnētiskās ķēdes konstrukcijas, un loka dažādas izlādes kontrolei un uzlabošanai ir dažādas atbilstošas magnētiskā lauka konfigurācijas. Vairāki vietējie uzņēmumi ir pakāpeniski izveidojuši lielo loka ar diametru aptuveni 150 mm, kas parasti pieņem netiešo ūdens dzesēšanas struktūru, un magnētiskā lauka struktūra ir arī dažādi režīmi, nodrošinot vairāk risinājumu pārklājuma vienmērīgumam, uzlabojot lielas daļiņas un liela biezuma plēves slāņa nogulsnēšanās.
Fig. 1 uzlabota maza loka avota struktūra un loka vietas izlāde
2. Secinājums
Ņemot vērā pašreiz populāros magnētiskā lauka atbalstītos jonu pārklājuma loka avotus, kurus izmanto instrumentu galvanizācijā, tika analizēta un salīdzināta dažādu ar magnētisko lauku vadāmu loka avotu katoda un magnētiskā lauka konfigurācija, kā arī ietekmēta loka vietas kustības, izlādes un pārklājuma process. tika analizēti arī.
(1) apļveida maza loka avotam ir priekšrocības ar vienkāršu struktūru, ērtu uzstādīšanu, mērķa materiāla apvienošanu ar dažādiem komponentiem jebkurā vietā un vieglu daudzkomponentu pārklājuma sagatavošanu. Tradicionālā apļveida maza loka avota vadības magnētiskais lauks parasti nāk no pastāvīgā magnēta, kas novietots aiz mērķa. Pašlaik apļveida loka avota izstrādē tiek pieņemts netiešs ūdens dzesēšanas kanāls un mērķa struktūra ar lielu diametru (150 mm), un magnētiskā lauka konfigurācija ir daudzrežīmu, nodrošinot vairāk risinājumu vienmērīgam pārklājumam, smalkām lielām daļiņām un lielu biezuma plēves slānis.
(2) Taisnstūra plaknes liela loka avots un rotējoša cilindriska loka avots var uzlabot pārklājuma vienveidību, samazināt loka vietas izlādes jaudu un samazināt lielās daļiņas, kuras var izmantot smalkās plēves slāņa, kā arī instrumentu un dekoratīvās pamatnes sagatavošanai pārklājumi. Tomēr tā trūkumi ir tādi, ka mērķis ir viens, grūti sagatavot vairākus pārklājumus, tajā pašā laikā mērķa izmantošanas līmenis ir zems, magnētiskā lauka projektēšanai ir noteiktas prasmes, nepamatota struktūra ir viegli izraisīt loka darbību, izlādes nestabilitāti un citas problēmas , neveicina ilgstošu instrumentu pārklāšanu.
(3) Mehāniski rotējošais magnetrona loka avots var veidot dažādus rotējošus magnētiskos laukus ar regulējamu ātrumu uz mērķa virsmas, taču tam jāpievieno sarežģīts mehāniskās vadības mehānisms. Elektromagnētiski rotējošs magnētiski kontrolēts loka avots izmanto visaptverošo šķērseniskā magnētiskā lauka stipruma un rotācijas frekvences efektu, lai realizētu spēcīgu izkliedējošā loka stāvokli, kas izkliedēts visā mērķa virsmā uz aukstā katoda mērķa materiāla, kas veicina vienmērīgu visa sildīšanu. mērķa virsma un ievērojams pašreizējā blīvuma samazinājums.
(4) Daudzrežīmu mainīga savienojošā loka jonu pārklājuma loka jonu avota avots var veidot dinamisku arkas savienojošo magnētisko lauku, izmantojot assimetrisko atšķirīgo magnētisko lauku, kas norāda uz mērķa malu, un fokusējošo magnētisko lauku, kas veido akūtu leņķi pret mērķa centrā, lai kontrolētu loka plankumu kustību, uzlabotu loka plankumu izlādes stāvokli un samazinātu daļiņu emisiju. Stabila plazmas pārvade koncentrēta magnētiskā lauka vadībā var uzlabot daļiņu sadursmes varbūtību, jonizācijas ātrumu un plazmas jonu blīvumu.
(5) Elektromagnētiski rotējošs magnētiski kontrolēts loka avots un daudzrežīmu maiņstrāvas loka jonu apšuvuma loka avots ir divi jauni dinamiskā magnētiskā lauka kontrolētā loka avota veidi.