Устройство для генерации плазменных потоков

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ПЛАЗМЕННЫХ ПОТОКОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Андреев Михаил Анатольевич Макаревич Евгений Петрович Суворов Анатолий Николаевич Шевченок Александр Аркадьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Устройство для генерации плазменных потоков, содержащее водоохлаждаемый кольцевой анод, катод, состоящий из двух концентрических колец, катушку соленоида, кожух,магнитопровод, отличающееся тем, что внутреннее кольцо катода может перемещаться вдоль оси устройства, изменяя форму щелевого зазора между анодом и катодом.(56) 1. Маишев Ю.П. Источники ионов и ионно-лучевое оборудование для нанесения и травления материалов // Вакуумная техника и технология. - 1992. - Т. 2. -4. - С. 53-58. Полезная модель относится к области нанесения ионно-плазменных покрытий в вакууме, а именно к устройствам для генерации плазменных потоков, и может быть использована для получения покрытий методом ионно-лучевого распыления. Известно устройство Радикал М-100, содержащее анод, катод, магнитную систему,которое формирует многопучковый поток ионов диаметром 100 мм 1, с. 55 . Недостатком данного устройства является формирование рассеянного пучка ионов цилиндрической формы. Известно устройство Холодок-1, содержащее анод, катод, магнитную систему, которое создает радиально сходящийся ионный пучок, и аналогичное ему по конструкции устройство Холодок-2, создающее радиально расходящийся пучок ионов 1, с. 56. 44022008.06.30 Недостатком данных устройств является невозможность изменения апертуры пучка ионов во время проведения технологического процесса с радиально сходящейся на радиально расходящуюся. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство генерации плазменных потоков, содержащее водоохлаждаемый кольцевой анод, катод, состоящий из двух концентрических колец, катушку соленоида, кожух, магнитопровод (источник ионного травления типа Радикал) 1, с. 54. Недостатком данного устройства является генерируемый им ионный пучок цилиндрической формы. Рассеянный цилиндрический ионный пучок может служить лишь для технологической операции ионного травления (ионной очистки), необходимой перед операцией нанесения вакуумных покрытий на детали, расположенные в вакуумной камере установки. Задача предлагаемой полезной модели - повышение интенсивности ионного пучка с целью использования его для формирования ионно-лучевых покрытий. Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем водоохлаждаемый кольцевой анод, катод, состоящий из двух концентрических колец, катушку соленоида,кожух, магнитопровод, внутреннее кольцо катода может перемещаться вдоль оси устройства, изменяя форму щелевого зазора между анодом и катодом, что приводит к изменению конфигурации ионного пучка, превращая его из цилиндрического в конический с регулируемым фокусным расстоянием. Сущность технического решения поясняется фигурой. Электромагнитная система устройства включает в себя катод, состоящий из внешнего неподвижного кольца 1 и внутреннего подвижного фокусирующего кольца 2, катушку соленоида 3 и магнитопровод 4. Кольцевой водоохлаждаемый анод 5 изолирован от корпуса 13,закрепленного на стенке вакуумной камеры 14. Подвод электропитания к аноду 5 и охлаждение его водой осуществляется через вакуумные вводы 7. Сопротивление изоляции между анодом 5 и корпусом 13 должно быть не менее 1000 МОм. Шаговый двигатель 9 через винт 6 со скользящей муфтой 12 соединен с внутренним подвижным фокусирующим кольцом 2 катода. Вакуумные вводы 7 устройства, находящиеся во время его работы под напряжением 5 кВ, закрыты защитным кожухом 8. Штуцер 11 служит для подачи рабочего газа. Электромагнитная система 1, 2, 3, 4 выполнена так, что с помощью катушки соленоида 3 создается радиальное магнитное поле в ускоряющем промежутке (зазор между кольцами 1, 2 катода и анодом 5). Электрический потенциал между анодом 5 и катодом создается при подаче к аноду 5 напряжения 5 кВ. Датчик положения 10 регистрирует линейное перемещение подвижного фокусирующего кольца 2 катода. Устройство закреплено на стенке вакуумной камеры 14. Устройство работает следующим образом. Рабочий газ подается в устройство через штуцер 11. Попадая в скрещенное электромагнитное поле, созданное электромагнитной системой 1, 2, 3, 4 в зазоре между анодом 5 и кольцами 1 и 2 катода, газ ионизируется и направляется в вакуумную камеру 14. Внутреннее подвижное кольцо 2 катода, соединенное с системой привода шагового двигателя 9 через винт 6 со скользящей муфтой 12, перемещаясь вдоль оси устройства, изменяет форму щелевого зазора между кольцом 2 катода и анодом 5. Положение внутреннего подвижного кольца 2 катода относительно анода 5 регистрируется датчиком положения 10. Изменение формы зазора между анодом 5 и подвижным кольцом 2 катода поворачивает поток ионов, в результате чего ионный пучок приобретает коническую форму. Дальнейшее изменение щелевого зазора приводит к изменению угла при вершине конуса, т.е. к изменению фокусного расстояния конического ионного пучка. Таким образом, применение подвижного внутреннего кольца 2 катода позволяет изменять форму щелевого зазора между анодом 5 и катодом, что приводит к изменению конфигурации ионного пучка, превращая его из цилиндрического в конический с регулируемым фокусным расстоянием. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.