Плазменный испаритель

 

Использование: в машиностроении, в частности в устройствах для нанесения покрытий в вакууме при изготовлении деталей , работающих в условиях высоких температур и в агрессивных средах. Цель изобретения - повышение качества покрытий , повышение производительности процесса их нанесения, а также нанесение покрытий сложного состава. Сущность изобретения; плазменный испаритель содержит тигель-катод, выполненный в виде камеры с соплом и имеющий регулируемую систему охлаждения, установленную в зоне расположения исходного материала. Сопло выполнено сверхзвуковым и съемным, Вокруг стенок камеры и сопла расположены автономный нагреватель и тепловой экран, в зоне критического сечения сопла расположен соленоид. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

cs>)s С 23 С 14/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ,.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885153/21 (22) 26.11.90 (6) 07.08,93. Бюл, 1ч . 29 (71) Научно-исследовательский институт тепловых процессов (72) А.Н.Батов, В,Н,Горбунов, А.B,Èâàíîâ, В.CD, Новиков, Ю.Д,Поскачеев и В,А.Саенко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1096962, кл. С 23 14/26, 1982. (54) ПЛАЗМЕННЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ (57) Использование: в машиностроении, в частности в устройствах для нанесения покрытий в вакууме при изготовлении деталей, работающих в условиях высоких

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для нанесения покрытий в вакууме и в разреженных и контролируемых средах при изготовлении деталей, работающих в условиях высоких температур и в агрессивных средах.

Целью изобретения является повышение качества покрытий, повышение производительности процесса их нанесения, а также получение покрытий сложного состава, Цель достигается тем, что в устройстве,. содержащем тигель-катод в виде камеры со сверхзвуковым соплом, нагреватель. соленоид и расположенный эа срезом сопла анод, тигель-катод имеет съемное сверхзвуковое сопло, в месте нахождения исходного материала покрытия установлена регулируемая система охлаждения, а нагреватель расположен в зоне сопла и стенок камеры, „, . Ж, 1832131 А1 температур и в агрессивных средах. Цель изобретения — повышение качества покрытий, повышение производительности процесса их нанесения, а также нанесение покрытий сложного состава. Сущность изобретения. плазменный испаритель содержит тигель-катод, выполненный в виде. камеры с соплом и имеющий регулируемую систему охлаждения, установленную в зоне расположения исходного материала. Сопла выполнено сверхзвуковым и съемным, Вокруг стенок камеры и сопла расположены автономный нагреватель и тепловой экран, в зоне критического сечения сопла расположен соленоид. 1 ил. причем соленоид расположен в зоне критического сечения сопла.

На чертеже изображен плазменный ис- а паритель в разрезе. Он содержит тигель-ка- ()() тод 1 в виде камеры с соплом, который имеет систему 2 охлаждения, расположенную в зоне однократно заложенного или непрерывно подаваемого исходного материала 3 в виде, например, прутка, и камеру

4 со съемным сверхзвуковым соплом 5. Вокруг стенок камеры 4 и сопла 5 расположены автономный нагреватель 6 и тепловой экран

7. В зоне критического сечения сопла 5 расположен соленоид 8, причем максимум магнитного поля соленоида 8 совпадает с плоскостью критического сечения сопла 5.

Для защиты от перегрева соленоид может быть выполнен водоохлаждаемым. За срезом сопла расположен анод 9. Он может быть как водоохлаждаемым, так и радиаци1S32131

6

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность процесса нанесения покрытия, так как в охлаждаемом тигле-катоде можно расширить зону расплава исходного материала . почти до стенок тигля и тем самым увеличить поверхность испарения, не опасаясь взаимодействия жидкого металла с охлаждаемыми стенками тигля.. Использование соленоида не только для сжатия дугового разряда, а для оптимального заполнения положительным столбом дуги критического сечения сопла позволяет предотвратить попадание возможно образующейся в процессе испарения капельной фазы исходного материала в критическую часть сопла, а следовательно, и на подложку, Перечисленные выше обстоятельства позволяют повысить качество осаждаемых покрытий. Преимуществом является и возможность нанесения покрытий сложных составов, что также придает им новое более высокое качество. Однако главный вклад в качество наносимых покрытий обеспечивается тем, что покрытие

Б формируется из ультрадисперсных частиц узкого фракционного состава, поступающих на подложку с более высокими скоростями, Последнее достигается путем установки в

5 зависимости от вида исходного материала сменного сверхзвукового сопла необходимых геометрических размеров и регулированием мощности дугового разряда.

Формула изобретения

10 Плазменный испаритель, содержащий тигель-катод в виде камеры со сверхзвуковым соплом, нагреватель, соленоид и расположенный за срезом сопла анод, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

15 качества покрытий, наносимых из чистых металлов и сплавов, увеличения производительности процесса, сверхзвуковое сопло является съемным, в нижней части камеры тигля-катода в зоне расположения испаряе20 мого материала имеется регулируемая система охлаждения, нагреватель установлен в зоне сопла и стенок камеры над испаряемым материалом, соленоид расположен в зоне критического сечения сопла,