专利名称:强光离子渗金属装制及其方法
本发明涉及一种利用二次着火现象所设计的强光离子渗金属装置及其方法，能把各种金属渗入到普通钢或其它金属中去，改变金属表面的物理、化学性能。
1981年太原工学院徐重等同志在该院学报上发表了“双层辉光放电现象及其放电特性的研究”的论文，首次用双层辉光放电现象和离子轰击的方法应用于离子渗金属。
双层辉光离子渗金属装置由真空钟罩、直流电压源和相应电极组成，工件放在阴极上，渗入金属作为栅极，需要加热电源装置，渗入金属必需是高电阻率的材料，并应做成丝状，以便提高渗入金属的温度，因此渗入金属的种类有所限制。
本发明的任务是要提供一种渗层深度明显加深、而且适用于任何渗入金属的离子渗金属的装置和方法。
本发明的任务是以如下方式完成的如附图的强光离子渗金属装置中，钟罩(1)内有阳极(2)、偏压环(3)和阴极座(5)，在阴极座(5)上有与它同电位的桶形靶(4)，桶形靶(4)用渗入金属做成。在桶形靶(4)内放入工件(6)和渗入金属的碎片(7)，这三者都处于同一电位。
将真空室抽到一定的真空度，然后通入氩气，桶形靶(4)在稀疏的气体中放电，在开始一段产生着火，发生辉光，这和汤生放电相同。在适当的气体压力和电场强度下，桶形靶(4)内电离产生“雪崩”，出现第二次着火，放电由辉光骤变为强光，这是在发明过程中所发现的一种新的物理现象。在桶形靶(4)内的强光离子区中，离子具有更高的能量，工件在这个区域内可加热到1700℃。
桶形靶(4)作为渗入金属的料源，在桶形靶(4)内放入渗入金属的碎片(7)，增加了料源，提高渗入效率。
本发明采用了偏压环(3)，在相同的电压下，放电现象可以在较低气压下产生第二次着火，可以增加离子的渗入速度。
桶形靶(4)的横截面可以是圆形、方形或长方形。
本发明和现有技术相比，具有以下的优点和效果1.渗入深度远远超过现有技术双层辉光离子渗钼，工件温度为1000℃，经三小时，深度为90微米。强光离子渗钼，工件温度为960℃，经2.5小时，深度为285微米。
2.双层辉光离子渗金属，渗入金属必须是高电阻率的材料，并要做成丝状，因此渗入金属有所限制。
用强光离子渗金属不受此限制。
3.本发明对渗入金属不需要附加的加热装置。
附图是强光离子渗金属装置的结构示意图1-钟罩 2-阳极 3-偏压环 4-桶形靶5-阴极座 6-工件 7-渗入金属碎片8-直流电压源 9-直流电压源下面结合本发明的实施情况钟罩(1)直径为450毫米，桶形靶(4)直径为40-150毫米，其高度为40-130毫米。阳极(2)、偏压环(3)与桶形靶(4)直径相同。桶形靶(4)与阳极(2)之距离为50-100毫米，桶形靶(4)与偏压环(3)之距离为前者的三分之一。
阳极(2)与阴极座(5)之间的电压为600-1000伏。偏压环电压为100-450伏。
真空室抽到1×10-5托后，充入氩气，氩气压力控制在4×10-1-8×10-2托，渗金属时工件温度控制在900-1050℃。
强光离子渗金属可使任何难熔的金属经溅射气化电离，工件可加热到1700℃。使得任何金属渗入到另一种金属中去成为可能，在离子渗钼、离子渗钨、离子渗镍、离子渗铬、离子渗铜、离子渗硅方面取得了突出的效果，提供了对金属材料表面改性的广阔途径。
桶形靶(4)所创造的高能量离子区可作为科学研究用新颖的高温能源。
权利要求
1.一种离子渗金属装置，由真空室、直流电压源和相应电极组成，其特征是在阴极座(5)上有一个能产生高能量离子区、一面开口的容器一桶形靶(4)，桶形靶(4)与阴极座(5)同电位。
2.根据权利要求
1所述的装置，其特征是桶形靶(4)用渗入金属做成。
3.根据权利要求
1或2所述的装置，其特征是一个环形偏压电极-偏压环(3)。
4.根据权利要求
1或2所述的装置，其特征是桶形靶(4)的横截面是圆形或方形或长方形。
5.根据权利要求
3所述的装置，其特征是桶形靶(4)的横截面是圆形或方形或长方形。
6.一种利用权利要求
1-5所述的强光离子渗金属装置的渗金属方法，其特征是工件(6)被置于桶形靶(4)中，并与桶形靶(4)同电位。
7.根据权利要求
6所述的渗金属方法，其特征是在工件(6)的周围放置渗入金属碎片(7)。
8.根据权利要求
6或7所述的渗金属方法，其特征是氩气压力控制在4×10-1-8×10-2托，渗金属时工件温度控制在900-1050℃。
专利摘要
本发明公开了一种利用二次着火现象所设计的强光离子渗金属装置及其方法。渗层深度明显加深，渗钼层达285微米，渗入金属种类不受限制，阴极座上有一个用渗入金属做成的桶形靶，内放工件，工件周围放置渗入金属碎片。在适当条件下，桶形靶内电离产生“雪崩”，形成高能量强光离子区，完成强光离子渗金属过程，该区温度可达1700℃，也可以作为科学研究用新颖的高温能源。
文档编号C23C14/38GK85106757SQ85106757
公开日1987年4月15日 申请日期1985年9月10日
发明者李仲君 申请人:电子工业部工艺研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan