[发明专利]一种获得电离金属蒸气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种获得电离金属蒸气的方法，它在真空条件下用感应加热的方法使固态金属熔化成液态，再由液态变成金属蒸气，其更大的优点在于以此蒸气为介质点燃金属蒸气成电弧，利用电弧输入的能量使金属蒸气离化成电离的金属蒸气等离子体，又由于本发明属于真空低气压等离子体产生的方法，只要采用工业规范的大功率感应加热和大功率电弧电源，属于工业用真空低气压等离子体产生方法的技术领域。

背景技术

本发明属于真空高密度金属等离子体的产生方法，目前公知的这方面技术比较少，与本发明比较接近的技术往往已存在很大差别，通过检索国内、外专利文献，及网上搜索审核，本发明比诸多背景技术具有更大创新性和优点，主要引证如下：

●200810137009

“基于中心对称型的大面积金属等离子体形成装置及方法。”

申请人 哈尔滨工业大学

发明人 王浪平、王峰、黄磊

本发明的目的是针对磁过滤阴极真空弧的引出口径较小难于实现对大尺寸零件处理的问题安于真空室侧壁，4-6个一体式脉冲阴极弧源。

属于冷阴极弧源，产生的金属等离子体较稀薄，用于常规真空离子镀膜，与本发明产生的大功率高密度真空等离子体有本质差别。

●02157979

“一种热蒸积制备大面积薄膜的方法和装置。”

申请人：中科院物理所

发明人：刘振、周岳亮、朱亚彬、王淑芳、陈正豪等7人。

本发明在真空室上下相对设置的阳极及阴极上施加电压，利用直流弧光放电的低气压自持导电过程、上、下极放电、将放在阴极铜锅内的所要蒸积的靶材熔融，蒸积出靶材金属等离子体淀积在基片上成膜。它主要是电弧熔融靶材，由于功率低，只能蒸发中性金属分子、而非等离子体，所以与本发明有原则性差别。

●96201703

“一种金属蒸汽真空弧离子源”

本实用新型，阴极弧等离子体一产生就被限制在弧罩和阴极、阳极构成的狭小腔体内。它是一种离子源，一是极窄的发射口径，二是主要是离子可利用，而不是等离子体可利用。

申请人：核工业西南物理研究院

发明人：高玉

●201110026572

“等离子体产业装置”

申请人：周星工程股份有限公司

发明人：权基中、李尚元、伍赛宪等6人。

采用射频RF电源供给能量气态物质形成等离子体对基体上成膜。产生低气压的等离子体成膜，规格极小，用于实验领域，与本发明应用于工业领域大功率高密度的等离子体显著不同。

●201020553218

一种新型等离子体产生装置

申请人：河北科技大学

发明人：李燕

本实用新型包括激光器、随机相位板、凸透镜，三者在一光轴上快速产生稳定的丝状等离子体，属于激光产生等离子体，与本发明大相径庭。

●US 6380684 B1

2002.Apr.30

“等离子体发生装置和半导体制造方法。”

一种等离子体发生装置和加工方法，它可产生高密度等离子体且可集中于中心对称部分，但属于精细的等离子体产生方法，应用于半导体制造，与本发明应用于工业规格连续镀带钢根本是两个不同方面。

●US 5859500

Jan.12.1999

“等离子体产生装置。”

在金属阴极和平面阳极之间产生真空电弧放电，蒸发阴极基材供给沉积于阳极平板上。是为了在平面上沉积基材用的膜层沉积装置。与本发明供连续大功率工业化规格蒸发金属等离子体明显不同。

发明内容

为了克服现有真空条件下大功率感应加热方法产生的金属蒸气，仅是中性的金属蒸气，用于卷对卷工业规模的镀覆，运动中的带钢不易镀牢，结合力欠佳。

而本发明在传统方法的基础上，以上述产生的金属蒸气为介质，点燃金属蒸气电弧，利用电弧的能量仅此金属蒸气离化成电离的金属蒸气等离子体。而采用含有大量带电粒子集合的金属离子和电子，对镀覆于卷对卷工业规格的镀覆运动中的带钢，则易于镀牢，结合力显著提高。