Импульсный генератор углеродной плазмы

, М 8, с, 65-77. ГЕНЕРАТОР УГЛЕ- ержащий расходуененные из графита, жигаемым электро- ставкой, и источник генераторсаждаемы гося покрыоджига разГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Приборы и техникаНг 3, с. 160-162.Джилмауэр А., Логенераторы металличесинститута инженеров ирадиоэлектронике, 1972(54)57) ИМПУЛЬСНЫЙРОДНОЙ ПЛАЗМЫ. содмый катод и анод, выполсистему поджига с поддои и диэлектрической в Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано в электронной технике. оптике для получения тонких пленок, а точнее в машиностроении для нанесения износостойких покрытий и других областей науки и техники.Известен генератор плазмы с коаксиальной геометрией электродов, содержащей центральный расходуемый торцовой катод, изготовленный из плазмообразующего материала например, графита), наружный цилиндрический анод, вспомогательный анод служащий для стабилизации разряда, и систему бесконтактного поджига. Недостатками известноявляются низкая энергияионов, разогрев формирующтия, а также нестабильностьряда,.,Ж 062 ЗО 2электропитания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения надежности, стабильности работы и чистоты плазменного потока, система поджига снабжена кольцевым анодом поджига, охватывающим с зазором расходуемый катод, а также дополнительным кольцевым графитовым электродом, отделенным от поджигаемого электрода диэлектрической вставкой с нанесенной на ее внутреннюю поверхность проводящей пленкой, соединенными с источником электропитания для создания на дополнительном электроде отрицательного по отношению к аноду поджига и положительного по отношению к расходуемому катоду потенциалов, причем система поджига размещена перед расходуемым катодом и отделена вакуумным промежутком от остальных электродов генератора. Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный генератор плазмы, содержащий расходуемый катод и анод, выполненные из графита, систему поджига, включающую поджигающий электрод и диэлектрическую вставку, а .Также источник электропитания,Однако известный генератор характеризуется недостаточной надежность работы, а также наличием. примесей в потоке углеродной плазмы вследствие эрозии изолятора.Целью изобретения является повышение надежности. стабильности работы, а также обеспечение чистоты плазменного потока.Поставленная цель достигается тем, что в импульсном генераторе углеродной плазмы, содержащем расходуемый катод и анод, выполненные из графита, систему подхс 1 гз . с поджигающим электродов и диэлектриче 10 б 2308потенциалов, причем система подкига размещена перед расходуемым катодом и отде 20 трод 4, разделенные диэлектрической 25 основного разряда на торцовой поверхности расходуемого катода 1, 45Генератор работает следующим образом.Основная батарея конденсаторов 7 источника электропитания емкостью 10+10 мкФ и напряжением 10 -10 В под ключена на разрядный промежуток катод- анод генератора. Конденсатор 8 источника электропитания емкостью 10 - 10 мкФ подзключен между катодом 1 генератора и до ской вставкой, и источник электропитания, система поджига снабжена кольцевым анодом поджига, охватывающим с зазором расходуемый катод, а также дополнительным кольцевым графитовым электродом, отделенным от поджигаемого электрода диэлектрической вставкой с нанесенной на ее внутреннюю поверхность проводящей пленкой, соединенными с источником электропитания для создания на дополнительном электроде отрицательного па отношению к аноду поджига и положительнога пот отношению к расходуемому катоду лена вакуумным промежутком от остальных электродов генератора,На чертеже приведена схема импульсного генератора углеродной плазмы,Генератор состоит из графитового расходуемого катода 1, графитового анода 2 и системы поджига, содеркащей дополнительный кольцевой графитовый электрод 3, графитовый кольцевой поджигающий элеквставкой 5,.и кольцевой анод б поджига, охватывающий с зазором катод 1 генератора. Дополнительный электрод (катод) 3 системы поджига имеет конусообразную поверхность, причем нормаль к каждой точке этой поверхности пересекается с торцовой рабочей поверхностью катода 1 генератора, Поверхность анода б поджига, обращенная к дополнительному электроду 3 системы поджига, также имеет коническую форму. Геометрия электродов 3 и 4 системы поджига такова, что экранируется . внутренняя поверхность диэлектрицеской вставки 5 от основного потока плазмы, а также частицно экранируется коницеская поверхность кольцевого анода б поджига, ближайщая к месту инициирования разряда с целью обеспецения надежности поджига полнительным электродом 3 системы поджига, Конденсаторы 7 и 8 заряжаются до одинакового значения напряжения и могут разряжаться независимо друг от друга. Значения емкостей конденсаторов 9 и 10 источника электропитания. обеспечивающих 30 35 40 работу системы поджига, составляют соответственно 10 и 10 мкф и заряжаются до напряжения -10 В,Управление разрядов конденсатора 10 осуществляется с помощью управляемого вентиля 11. После достижения в вакуумной камере, гд 2 е расположен генератор, давления Р 10 Па, производится зарядка конденсаторов 7 - 10; Подачей управляющего сигнала на вентиль 11 осуществляется разряд конденсатора 10 по пленке, покрывающей диэлектрическую вставку 5, между дополнительным электродом 3 системы поджига и поджигающим электродом 4.В .результате инициируется вакуумный дуговой разряд, поддеркиваемый конденсатором.9 между дополнительным электродом 3 и анодом б поджига, Поскольку любая нормаль к поверхности дополнительного электрода 3 пересекает рабочую поверхность расходуемого катода 1, а анод б поджига охватывает эту поверхность, то формируется достатоцно плотный плазменный сгусток, направленный на рабочую поверхность катода генератора и коммутирук"щий вакуум; ный промекуток расходуемый катод - дополнительный электрод системы поджига, который является анодом генератора на время разряда конденсатора 8, что обеспечивает начальную стадию основного разряда.Поток плазмы, генерируемой расходуемым катодом 1, достигает анод б поджига, вследствие чего развивается вторая стадия основного разряда, в результате которого разрякается конденсатор 7, Йоспе этого весь цикл повторяется,Таким образом, введение дополнительного электрода 3, выполняющего одновременно функции дополнительного анода и генератора, а также введение кольцевого . анода б, который электрически не связан с расходуемым катодом 1 и анодом 2 генератора и служит для формирования сгустка поджигающей плазмы, направленного на рабочую поверхность расходуемого катода, обеспечивает надежную и длительную работу генератора, Инициирование катодных пятен осуществляется равновероятно на разных участках поверхности дополнительного электрода 3 системы поджига, благодаря чему повышается равномерность износа этого электрода и расходуемого катода генератора. При этом обеспечивается бесперебойная и устойчивая работа генератора принаработке 10 циклов при практически 100 О срабатывании системы поджига.Первичный поджигающий импульс, возникающий при пробое по поверхности диэлектрической вставки, достаточно1062308 Составитель Г. Дмитрие едактор Е, Гиринская Техред М.Моргентал Корректор ош э / г 1 г каз 4056 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина,маломощный (1 Дж), поэтому керамика практически не разрушается. Основной поджигающий разряд возникает между катодом и анодом поджигающего устройства, которые разделены вакуумным промежутком. В результате этого исключается схватывание деталей системы поджига, Все детали, контактирующие с плазмой, выполнены иэ плаэмообраэующего матеоиэла, .",а исключением диэлектрической вставки, которая не подвергается заметной эрозии.Это позволяет достичь высокой частоты 5 плазменного потока, что подтверждаетсрезультатами исследований углеродных па.крытий, полученных с помощью предлагаемого генератора,