[发明专利]一种耐电弧烧蚀的电极结构及其制备方法

权利要求书

1.一种具有层状结构的电极的制备方法，其特征在于，所述方法为燃弧放电法，其步骤至少包括：

1）、将金属安装于电弧发生装置的阴极位置，金属作为阴极；所述金属形成所述具有层状结构的电极的基体层；

2）、在电弧发生装置持续通入氧化性气氛，使阴极表面的燃弧空间保持氧化气氛；

3）、设定电弧发生装置阶梯状电流增长程序，并设定弧根移动路径；

其中所述设定电弧发生装置阶梯状电流增长程序是指设定电弧发生装置的稳弧电流值成阶梯增长；

所述设定弧根移动路径确保所述电弧发生装置在燃弧过程中的每个阶梯稳弧电流值下弧根移动均须覆盖电极制备区域；所述电极制备区域至少覆盖所述电极在后续应用于燃弧放电工作时的烧蚀区域；

4）、启动电弧发生器，击穿阳极和阴极的气隙，产生电弧，所述电弧发生装置的燃弧的弧根按照设定的弧根移动路径移动，并执行已设定的阶梯状电流增长程序，持续燃弧，在燃弧过程中，在作为阴极的金属上产生金属氧化物表层、以及金属和金属氧化物聚集的双相层，最后形成由表及里分别为金属氧化物表层、金属和金属氧化物聚集的双相层以及金属基体层的所述具有层状结构的电极；

其中所述金属选自铪、锆、钇中任意一种；

其中所述金属及所述金属氧化物满足：所述金属氧化物具有比所述金属低的电子逸出功和比所述金属高的熔点；

所述电极具有均匀电弧烧蚀特性，所述均匀电弧烧蚀特性表现为：所述电极燃弧时，电极表面呈球形亮斑，亮斑内放电均匀，即无局部驻点或移动的离散斑点。

2.根据权利要求1所述一种具有层状结构的电极的制备方法，其特征在于：其中步骤3）所述设定电弧发生装置阶梯状电流增长程序，是指设定电弧发生装置的稳弧电流值以及各稳弧电流值的维持时间，所述阶梯状电流增长程序，其设定方法为：

输入所述电极在实际应用时的稳弧工作电流值XA；

根据X值，计算其与10的最大整约数a，据此在0~X A间划分a个梯度，每个梯度下对应电流分别为10*n A，其中n=1、2、……、a-1、a，电流由0增长时，于每个梯度电流下稳弧时间为10+5n s，梯度间电流增长速率为2 A/s。

3.根据权利要求1所述一种具有层状结构的电极的制备方法，其特征在于：步骤3）所述设定弧根移动路径为：划定所述电极在所述基体层金属表面的电极制备区域，确定制备所述电极时所述电弧发生装置的顶部阳极端移动路径，通过所述电弧发生装置的顶部阳极端移动实现弧根移动。