Способ изготовления катодов для электродуговых испарителей

 

Сущность: из порошка прессуют катоды, спекают, проводят взрывное упрочнение при давлении 6,5 ГПа и подвергают механической обработке. 1 табл. 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 F 3/24, С 22 С 1/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ llATEHTl IOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЧ

К ПАТЕ НТУ (21) 4874105/02 (22) 15.10.90 (46) 07.03.93. бюл, N 9 (71) Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии (72) В.Н.Анциферов, А.М.Шмаков, С.А.Мазеин и С.П.Косогор (73) Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии (56) Авторское свидетельство СССР

Й. 834246, кл. С 23 C 15/00, 1991.

Изобретение относится к нанесению покрытий методом напыления, B частности

K получению покрытий вакуумным испарением, и может быть использовано для напыления защитных покрытий и создания тонких пленок с заданными свойствами в

Медицинской и электронной технике, приборостроении, других областях народного хозяйства.

Целью изобретения является увеличеНие скорости нанесения покрытий, улучшение качества напыленных покрытий за счет снижения пористости и увеличения уровня микродеформаций материала мишеней— катОдов.

На чертеже представлена схема устройства, позволяющая осуществить изготовление катодов для электродуговых испарителей путем взрывного нагружения, которое состоит из стальной матрицы 1 с размещенным в ней катодом 2, на поверхности которого расположено в форме конуса взрывчатое вещество — аммонит 3, на вершине которого установлен детонатор 4.

Г1 р и м е р. В соответствии с предлагаемым способом осуществляют изготовление как однокомпонентных, так и многокомпоSU 1801061 АЗ (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТОДОВ

ДЛЯ ЗЛЕКТРОДУГОВЫХ ИСПАРИТЕЛЕЙ (57) Сущность; из порошка прессуют катоды, спекают, проводят взрывное упрочнение при давлении б,5 ГПа и подвергают механической обработке. 1 табл., 1 ил. нентных композиционных. порошковых и компактных катодов для электродуговых ис точников и для нанесения покрытий — тонких пленок в вакууме, Для изготовления титановых катодов использовали порошок из титана марки ПТЭС или ПТОМ, который прессовали на гидравлическом прессе в закрытой пресс-форме при давлении

6000 кг/см2. Отпрессованные заготовки спекали при 1300 С в течение 4.ч в вакуумной электропечи. При атом образуются заготовки с пористостью 10 +- 2 и уровнем микродеформаций, близким к О, Затем полученную заготовку помещали в стальную матрицу и на его поверхности размещали заряд, например взрывчатое вещество— аммонит М 6)КВ высотой 30 мм, на вершине конуса с а= 45О располагают детонатор

4. После взрывной обработки заготовка извлекается из матрицы и подвергается механической обработке до размеров водоохлаждаемого катодного узла. Таким же образом изготавливаются и другие однокомпонентные и многокомпонентные композиционные катоды. Оптимальное давление при обработке титановых заготовок составляло

G.5 ГПа с уровнем микродефорл1аций 7%, 1801061 что обеспечило уменьшение пористости с

10 и 2 g, до 2 -1/ (см. таблицу).

Выбор оптимальных параметров взрывного нагружения где Р— величина нагружения, ГПа;

П вЂ” пористость, ;

E — уровень микродеформаций,,4.

При увеличении Р > 6,5 ГПа происходит перегружение и разрушение образца, при более низких давлениях в данной указанной схеме взрывного нагружения невозможно организовать плоский фронт детонационной волны, что ведет к неоднородному нагружению. Снижение давления взрывного прессования приводйт к увеличению пористости и, как установлено (см. табл.), к уменьшению деформации. . Взрывное нагружение спеченного материала обеспечивает более значительнуюдеформацию зерен, чем в случае неспеченного, так как в первом случае уплотнение происходит эа счет деформации не только внешних слоев частиц, но и за счет пластической деформации перемычек, соединяющих частицы, Так как P =- 6,5 ГПа больше предела упругости титана, то взрывная обработка приводит при этом режиме к деформациям зерен, росту числа дефектов, в том числе дислокаций, а следовательно, к росту внутренней энергии материала.

Взрывное прессование спеченного титанового катода при Р = 6,5 ГПа привело к повышени1о однородности материала, повышению его внутренней энергии (за счет дефектности), что подтверждается установленным увеличением твердости материала в

2,5 раза.

Полученные экспериментальные результаты при распылении катодов диаметром 50-125 мм, изготовленные по предлагаемому способу, ниэковол ьтной дугой, эродируюшей в катодных микропятнах с интегрально холодной поверхности катода, показали, что скорость распыления при одних и тех же технологических режимах ускори геля и одинаковой площади испаряемой поверхности в 1,3 раза превышает ско20 рость распыления и производительность процесса осаждения покрытия в ионной фазе по отношению к катодам, полученным известными способами.

Оптимизация способа изготовления ка25 тода позволила определить,что катод обладает оптимальными свойствами при пористости 2 ч-1О и уровнем микродеформаций 7

Формула изобретения 0 Способ изготовления катодов для электродуговых испарителей, включающий прессование заготовки, спекание и механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения эмиссионных

85 свойств катода, после спекания проводят взрывное упрочненив при давлении 6,5 ГПа.

1001061

Составитель В.Анциферов

Техред MËããå òàë Корректор И.Шмакова

Редактор Л.Волкова

Производственно-издательский YQMGHtlBT, "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101

Заказ 1102 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5