[实用新型]用于双阴极辉光放电渗金属的源极

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种用于双阴极辉光放电渗金属的源极，特别适用于无氢固体渗碳。

(二)背景技术

双阴极辉光放电渗金属技术中源极的设计直接关系着渗金属的效果。渗金属过程实际上是一个等离子体产生、等离子体输运和离子吸附渗透的过程，要想在较短的时间内产生理想的渗金属效果，首先要求产生足够量的等离子体，其次才有输运、吸附等，如果第一步没有足够的等离子体产生，后期的东西都是不可能的。不同材料的溅射系数不同，对于像石墨这样溅射系数非常小的材料，如果没有一个设计合理的源极，实现渗碳几乎是不可能的。

在双层辉光离子渗金属技术中，已经有的源极设计方式有“洞穴式”和“悬挂式”等，并取得了一定的效果。所谓洞穴式中工件处于源极中，依靠空心阴极溅射出欲渗元素进行渗金属。该方法对渗碳几乎没有效果。

另外一种方法是悬挂式，源极做成板状的，阴极也是平板状，悬挂与两个平行的源极之间进行渗金属。该方法对渗碳也几乎没有效果。

实验证明，由于偏压的作用，实验时从空心阴极孔中溅射出的等离子体会形成现状类似于火焰一样的所谓等离子体焰，靠近等离子体焰的区域温度较其它区域要高，包含的欲渗元素粒子(包括原子、离子、电子等)浓度也大。由于渗金属时要求源极与工件的距离较近，这样一来会产生靠近空心阴极孔的地方与非对应孔区渗金属效果不均匀的现象。

(三)发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有强溅射率、渗金属均匀的用于双阴极辉光放电渗金属的源极。

一种用于双阴极辉光放电渗金属的源极，所述源极总体上呈圆柱形，所述圆柱沿轴向对称设有若干圆孔；所述圆柱上部中心设有呈圆柱形的中空部分，所述中空部分沿轴向对称设有若干圆孔。

进一步，所述中空部分高度占源极高度的1/3。

进一步，所述圆孔的直径为15毫米。

本实用新型与现有技术相比具有下述有益效果：

1、针对在双阴极辉光放电离子渗金属技术中，利用固体石墨源极进行渗碳时溅射量太小影响效果的问题，本实用新型充分利用空心阴极效应，在源极上设计出诸多圆孔(空心阴极孔)，圆孔的直径在15毫米左右，其原因是由于在这样的尺度范围产生辉光放电效应，离子在孔内部往复运动，会与孔壁产生多次碰撞，从而使孔内壁升温，一是活化了内壁表面的碳粒子，二是增加了溅射面积，增加了溅射量，为产生高浓度的金属粒子创造条件；

2、本专利在源极上部中心设置了中空区域，使在阴极孔内产生的等离子体先在该区域进行混合均匀，从而达到渗碳均匀的目的。

(四)附图说明

图1为本实用新型实施例所述源极的结构示意图。

图2是图1所示源极的A向视图。

(五)具体实施方式

下面通过附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步地详细地描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图1、图2所示，一种用于双阴极辉光放电渗金属的源极，所述源极1总体上呈圆柱形，所述圆柱沿轴向对称设有若干圆孔2；所述圆柱上部中心设有呈圆柱形的中空部分3，所述中空部分3沿轴向对称设有若干圆孔4。

所述中空部分3高度h占源极1高度H的1/3。

所述圆孔2，4的直径为15毫米。

本实用新型使用时，欲渗样品置于源极中空部分内部或上方。源极选用固体高纯度石墨供给碳元素。采用本专利的蜂窝状石墨碳源极，利用辉光放电和空心阴极效应，提高石墨源极的溅射率。实践证明采用这样的石墨源极，可以提高溅射率20倍以上，有效地解决了现有技术中石墨溅射系数小，渗碳效果差的问题。