[发明专利]一种金属内表面改性的装置和方法

摘要

一种金属内表面改性的装置和方法，属于等离子体表面改性技术领域。其特征是利用空心阴极放电的原理在内表面产生等离子体，实现渗氮或沉积类金刚石薄膜，以提高金属内表面硬度，耐磨性和耐蚀性。被处理件为阴极，内设阴极，调整工件与阴极之间的距离和真空度达到放电条件，阳极设置在阴极空腔四周，阴阳极之间加入直流脉冲电源。渗氮时，反应气体为氮气或氨气，载气为氩气；沉积硬碳薄膜时，反应气体为甲烷或乙炔，载气为氩气。本发明的效果和益处是具有工艺简单，成本低，效率高的特点，特别适合处理金属内表面和大长径比的管件。

主权项

一种金属内表面改性的装置，是利用空心阴极效应在空腔内产生高密度的等离子体，来实现金属内表面的改性，即能实现化学渗，也能沉积硬碳膜，提高金属内表面的硬度、耐磨性和耐蚀性等物理化学性能，其特征在于被处理件为阴极，根据被处理件表面形状，增加与阴极材料相同、轮廓相似的阴极，形成双阴极；反应气体由阴极均匀引入到阴极与阴极之间的空腔内，反应之后的残余气体需由阴极内表面边缘四周由机械泵抽出；阴极与阴极间距d和真空室反应压力P之间满足P·d=0.5‑10Torr·cm关系，钼制阳极位于空腔边缘四周，阴极与阳极间距为双阴极间距的2‑5倍；通入反应气体，阴阳极之间加入直流脉冲偏压，控制被处理件的温度，进行化学渗或薄膜沉积。