專利名稱：用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
雙陰極輝光放電滲金屬技術(shù)中源極的設(shè)計直接關(guān)系著滲金屬的效果。滲金屬過程實際上是一個等離子體產(chǎn)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(nèi)產(chǎn)生理想的滲金屬效果，首先要求產(chǎn)生足夠量的等離子體，其次才有輸運、吸附等，如果第一步?jīng)]有足夠的等離子體產(chǎn)生，后期的東西都是不可能的。不同材料的濺射系數(shù)不同，對于像石墨這樣濺射系數(shù)非常小的材料，如果沒有一個設(shè)計合理的源極，實現(xiàn)滲碳幾乎是不可能的。 在雙層輝光離子滲金屬技術(shù)中，已經(jīng)有的源極設(shè)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(xiàn)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(qū)域溫度較其它區(qū)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(chǎn)生靠近空心陰極孔的地方與非對應(yīng)孔區(qū)滲金屬效果不均勻的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)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。 —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?qū)ΨQ設(shè)有若干圓孔；所述圓柱上部中心設(shè)有呈圓柱形的中空部分，所述中空部分沿軸向?qū)ΨQ設(shè)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(xiàn)有技術(shù)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(shù)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(yīng)，在源極上設(shè)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(chǎn)生輝光放電效應(yīng)，離子在孔內(nèi)部往復(fù)運動，會與孔壁產(chǎn)生多次碰撞，從而使孔內(nèi)壁升溫， 一是活化了內(nèi)壁表面的碳粒子，二是增加了濺射面積，增加了濺射量，為產(chǎn)生高濃度的金屬粒子創(chuàng)造條件；[0012] 2、本專利在源極上部中心設(shè)置了中空區(qū)域，使在陰極孔內(nèi)產(chǎn)生的等離子體先在該區(qū)域進行混合均勻，從而達到滲碳均勻的目的。

圖1為本實用新型實施例所述源極的結(jié)構(gòu)示意圖。[0014] 圖2是圖1所示源極的A向視圖。
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(shù)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?qū)ΨQ設(shè)有若干圓孔2;所述圓柱上部中心設(shè)有呈圓柱形的中空部分
3，所述中空部分3沿軸向?qū)ΨQ設(shè)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(nèi)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(yīng)，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(xiàn)有技術(shù)中石墨濺射系數(shù)小，滲碳效果差的問題。
權(quán)利要求一種用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極，其特征在于所述源極總體上呈圓柱形，所述圓柱沿軸向?qū)ΨQ設(shè)有若干圓孔；所述圓柱上部中心設(shè)有呈圓柱形的中空部分，所述中空部分沿軸向?qū)ΨQ設(shè)有若干圓孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極，其特征在于所述中空 部分高度占源極高度的1/3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于雙陰極輝光放電滲金屬的源極，其特征在于所述 圓孔的直徑為15毫米。
專利摘要本實用新型涉及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?qū)ΨQ設(shè)有若干圓孔；所述圓柱上部中心設(shè)有呈圓柱形的中空部分，所述中空部分沿軸向?qū)ΨQ設(shè)有若干圓孔。本實用新型充分利用空心陰極效應(yīng)，在源極上設(shè)計出諸多圓孔，一是活化了內(nèi)壁表面的碳粒子，二是增加了濺射面積，增加了濺射量，為產(chǎn)生高濃度的金屬粒子創(chuàng)造條件；另外本專利在源極上部中心設(shè)置了中空區(qū)域，使在陰極孔內(nèi)產(chǎn)生的等離子體先在該區(qū)域進行混合均勻，從而達到滲碳均勻的目的。
文檔編號C23C14/48GK201517130SQ20092019938
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者于明州, 張高會, 李紅衛(wèi), 潘俊德, 鄭順奇, 黃國青 申請人:中國計量學(xué)院