[发明专利]用于高压脉冲引弧的非接触点火方法及点火器

说明书

本发明公开了用于高压脉冲引弧的非接触点火方法和点火器，该非接触点火方法为：在阴极靶中心开设中心通孔，将点火组件置于所述中心通孔内；在阴极靶表面产生与阴极靶表面垂直的磁场，以点火组件为点火辅助阳极，以高压脉冲电源为电源进行点火。该非接触点火器，设于阴极靶中心开设的中心通孔内，包括点火针和点火片，所述点火片套于所述点火针顶部，所述点火片用来进行尖端放电。本发明的点火过程中，点火组件无需与阴阳极接触，从而可避免由点火组件接触阴阳极所导致的引弧失败、点火组件损坏、阴极靶污染等不利影响。

技术领域

本发明属于高压脉冲引弧技术领域，尤其涉及用于高压脉冲引弧的非接触点火方法及点火器。

背景技术

阴极电弧沉积是指在真空室中，通过电弧放电产生来自蒸发源(即阴极)薄膜材料的蒸汽发射，并在负偏压作用下沉积在衬底上形成薄膜。电弧放电过程中，阴极蒸发源表面形成一个或多个弧斑，电子、离子、中性原子以及源材料的大颗粒由于电弧斑点的高温高电流密度而发射。源物质离子是薄膜沉积中最重要的物种。阴极电弧沉积特点之一是入射蒸发离子的能量足够高，因此，容易产生高硬度、高耐磨性的高密度薄膜。不仅如此，阴极电弧沉积的成膜速度快速且生产效率高，已在工业上得到广泛的应用。

点燃阴极和阳极之间的电弧等离子体是电弧放电的一个重要环节。一旦电弧点燃就可以自动维持，引弧辅件不再需要除非电弧熄需要再引燃。传统引弧方法是通过一个移动的辅助电极经过一个小电阻(例如，约10欧姆)连接阳极和阴极，产生短电流。一旦建立电流，将移动电极从阴极中弹开，在阴极和阳极之间产生火花放电的电弧。这种机械点燃电弧放电的方法存在着一些可靠性问题，因为电弧的高温经常导致移动电极焊接在阴极表面不能弹开，因此电弧启动失败。另外，它还需要使用移动部件(至少电极必须是移动的)，使得弧源的结构复杂。

已知一种无须移动部件的应用于焊接领域的高压脉冲引弧方法，采用极间高压火花放电点火。利用高压火花成功引燃电弧需要很强的电场，意味着必须有很短的极间距离(1-2mm)。由于极间距离短，作为点火辅助电极的点火针，会干扰阴极表面弧斑的运动，同时点火针靠近炽热的阴极弧斑会引起点火针元素挥发污染等离子体；更为严重地，会烧毁点火针。

发明内容

本发明的目的是提供用于高压脉冲引弧的非接触点火方法及点火器，可避免由点火辅助电极接触阴阳极所导致的引弧失败。

本发明用于高压脉冲引弧的非接触点火方法，包括：

在阴极靶中心开设中心通孔，将点火组件置于所述中心通孔内；在阴极靶表面产生与阴极靶表面垂直的磁场，以点火组件为点火辅助阳极，以高压脉冲电源为电源进行点火。

进一步的，所述点火组件包括点火针和点火片，所述点火片套于所述点火针顶部，所述点火片用来进行尖端放电。

进一步的，所述点火组件还包括点火针压板，所述点火针压板用来固定所述点火针。

作为优选，所述点火针包括绝缘部和导电针，所述绝缘部为顶端有槽的陶瓷柱，所述导电针为金属针，金属针通过陶瓷柱顶端的槽与陶瓷柱真空封接。

作为优选，所述点火片为带中心孔的三角形片，该中心孔尺寸与所述点火针匹配；所述点火片的三个尖角和中心孔边缘均设有锯齿。

作为优选，所述中心通孔为下窄上宽的锥形通孔。

本发明用于高压脉冲引弧的非接触点火器，设于阴极靶中心开设的中心通孔内，该点火器包括点火针和点火片，所述点火片套于所述点火针顶部，所述点火片用来进行尖端放电。

本发明非接触点火方法和点火器可用于高压脉冲引弧，利用具高压脉冲引弧功能的电源供电，利用线圈组件在阴极靶表面产生垂直阴极靶表面的纵向磁场，设于阴极靶中心通孔内的点火片尖端放电击穿产生花火放电，并形成弧斑。

和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：