专利名称：大面积大批量均匀注入金属蒸汽真空弧离子注入机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于材料表面改性的离子注入机。更具体地说，是一种利用金属离 子注入进行材料表面改性处理的大面积大批量均匀注入的金属蒸汽真空弧离子注入机。
背景技术：
离子注入材料表面改性是一种独具特色和很有发展前途的材料表面处理技术，已经在许 多精密、关键和高附加值的工模具和零部件的实际应用中取得了明显的进展。有些已经在产 业部门中得到推广应用，改性效果十分明显，已被采用为常规处理工艺。由于金属蒸汽真空 弧离子源具有束流强、离子种类多、纯度高、电荷态高、引出电压高以及多孔大面积引出的 特点，文献《High隱current Metal-ion Source for Ion Implantation》Zhang Huixing et al. Rev Sci Instrum， 1990， 61 (1)将金属蒸汽真空弧强流金属离子注入誉为新一代的离子注入技术。如文 献《强流金属离子束材料表面改性研究》，张通和，梁宏，马芙蓉，1997, 14(3)所描述，金属 蒸汽真空弧强流金属离子注入对离子注入材料表面改性研究与应用已经并正在发挥重要而深 远的影响。 一种高新技术的推广应用主要取决于该技术的经济效益和社会效益，金属蒸汽真 空弧离子注入技术也不例外。当前制约该技术在工业上应用的瓶颈，依旧是成本高。因此， 降低金属蒸汽真空弧离子注入技术的成本，提高注入效率是该技术进军工业生产的前提。发明内容本实用新型的目的是在中国专利ZL02256425.X描述的强束流大束斑金属蒸汽真空弧离 子源的基础上，设计制造一种实现大面积、大批量、均匀注入的金属蒸汽真空弧离子注入机， 从而提高注入效率、大大降低注入成本。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是至少一台强束流大束斑金属蒸汽真空 弧离子源倾斜安装在真空大靶室的顶侧部，靶室内设计有多个水平布置、可灵活运动的靶盘。由于采用大的靶室，并在靶室内布置多个靶盘，因此靶室内一次性可装入大量的待处理 工件。耙盘的布置则根据强束流大束斑金属蒸汽真空弧离子源引出的离子束束斑的特性和位 置安排，以尽量利用强束流大束斑金属蒸汽真空弧离子源产生的离子束，提高束流的利用率。 由于离子源倾斜安装在靶室顶侧部，离子束出射方向与水平方向有一定的角度，因此离子束 可以照射处理工件顶端面、侧面以及离子束视线内工件内表面，适合处理多种形状的工件。由于靶盘可以灵活运动，例如所有靶盘可以公转带自转，也可以在指定位置自转。因此，可 以灵活设计工件在离子束照射下的运动方式，得到均匀的注入效果。本实用新型的有益效果是，充分地利用大束斑的强离子束流，获得大面积、均勾的离子 注入，适用于不同形状的加工工件，可以达到非常大的加工规模。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1是一台大面积大批量均匀注入金属蒸汽真空弧离子注入机的真空靶室顶视图。图中 l是真空靶室门，2是真空靶室与抽气泵系统的接口， 3是大靶盘，4是小靶盘，5真空靶室， 6是耙室与强束流大束斑金属蒸汽真空弧离子源的接口。图2是该台大面积大批量均匀注入金属蒸汽真空弧离子注入机靶盘布置图。图中3是大 靶盘，4是小靶盘。
具体实施方式
实施例 一台引出束流达100mA的强束流大束斑金属蒸汽真空弧离子源倾斜安装在真 空耙室5顶侧部接口6上，离子束流的射出方向与水平方向有60度的夹角，以适应多种工件 形状。真空靶室5直径2000ram，高度1210 mm。靶室内设计了 4个直径810隱的大靶盘3和 4个直径320 mm的小耙盘4，靶盘总面积达2. 5平方米， 一次可处理大量的工件。八个靶盘 可以在指定的位置自转，也可以绕靶室中心公转，公转的同时靶盘也在自转。靶盘的布置使 得离子束到达靶面前200醒高度处束斑直径为800mm，而且正好覆盖靶盘所在的环状带，以 充分利用离子束。进行离子注入加工的工件容易固定在水平的靶盘上，通过靶盘适当的转动， 可以在所有靶盘上得到均匀的注入效果。
权利要求1. 一种利用金属离子注入进行材料表面改性处理的大面积大批量均匀注入金属蒸汽真空弧离子注入机，其特征在于至少一台强束流大束斑金属蒸汽真空弧离子源倾斜安装在真空大靶室的顶侧部，靶室内设计有多个水平布置、可灵活运动的靶盘。
2. 根据权利要求1所述结构的大面积大批量均S注入金属蒸汽真空弧离子注入机，其特征在 于所述的多个靶盘可以灵活运动，如公转带自转，在指定位置自转。
专利摘要一种利用金属离子注入进行材料表面改性处理的大面积大批量均匀注入金属蒸汽真空弧离子注入机。其特征在于至少一台强束流大束斑金属蒸汽真空弧离子源倾斜安装在真空大靶室的顶侧部，靶室内设计有多个水平布置、可灵活运动的靶盘。靶室内一次性可装入大量的待处理工件。靶盘的布置以尽量利用离子束为原则。进行离子注入加工的工件固定在多个水平分布的靶盘上，这些靶盘具有不同的直径和灵活的运动方式。适合处理多种形状的工件。通过调节靶盘在离子束照射下的运动方式，得到均匀的注入效果。
文档编号C23C14/48GK201089792SQ20062013925
公开日2008年7月23日 申请日期2006年9月8日 优先权日2006年9月8日
发明者刘安东, 吴先映, 张孝吉, 张荟星, 彭建华, 强 李 申请人:北京师范大学