电子式真空阴极弧离子镀引弧器的研制

研制具空阴极弧离子镀引弧器,分析了其工作原理及工作时序,给出了」它的关键部分的电路,介绍了它的离子镀引弧器的性能及特点。     

应用于工具镀膜的磁场辅助离子镀弧源及其放电特性分析

针对几种应用于工具镀膜的磁场控制的电弧离子镀弧源,分析了其结构、工作原理以及弧斑运动、放电特性;比较了不同磁场辅助受控弧源的靶结构及磁场位形,并讨论了对弧斑运动、放电及镀膜工艺的影响;对磁场控制的电弧离子镀弧源的发展进行了展望。     

真空阴极弧离子镀阴极斑点的移动研究

建立了真空阴极弧离子镀圆形平面靶侧面引弧时,阴极斑点的受力模型,分析了影响电弧运动的因素,改进了圆形平面靶侧面形状,大大提高了石墨靶阴极斑点从侧面到靶平面的过渡速度。     

真空阴极弧离子镀阴极斑点的移动研究

建立了真空阴极弧离子镀圆形平面靶侧面引弧时 ,阴极斑点的受力模型 ,分析了影响电弧运动的因素 ,改进了圆形平面靶侧面形状 ,大大提高了石墨靶阴极斑点从侧面到靶平面的过渡速度     

阴极弧离子镀磁过滤器

在真空阴极弧离子镀的过程中,在阴极材料表面阴极斑点处的电流密度很大、斑点温度很高,发射出来的物质中包含有很多宏观粒子团（ＭＰ＇ｓ：ｍａｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）,构成对成膜表面的污染,人们采用了磁过滤器对ＭＰ＇ｓ进行过滤。采用的型式一般有直线结构,曲线型结构两种。本文介绍了ＭＰ＇ｓ的形成机理,各种磁过滤器的基本结构和工作原理,并着重介绍９０°弯曲弧磁过滤器的特点及离子分布规律。最后,概括介绍了阴极弧离子镀磁过滤器适用范围。     

小型高频引弧器的参数方程

本文详细推导了小型高频引弧器的参数方程,为参数分析和设计提供了理论依据。     

多弧离子镀弧源靶工作条件对氮化钛薄膜中钛液滴的影响

本文研究了阴极靶弧电流大小、阴极靶表面热弧斑运动轨迹的电磁场控制、以及阴极靶脉冲弧沉积对多弧离子镀TiN薄膜中Ti液滴的影响。通过优化镀膜参数,可以有效地减少Ti液滴的数量和尺寸,提高TiN薄膜／工件基体之间的结合力。     

多弧离子镀中磁场控弧技术的研究进程与展望

对多弧离子镀中控弧磁场技术及其在改善弧斑运动特性方面的应用进行了介绍。以静态控弧磁场和复合动态控弧磁场为基础,对横向磁场/轴向磁场分解、锐角法则及其具体应用进行了详细分析,进而讨论了不同结构控弧磁场的优势和局限性。最后指出了控弧磁场技术目前存在的问题和今后重点研究的方向。     

碳钢酸性焊条再引弧现象探析

对碳钢酸性焊条的再引弧进行了分类,并对再引弧现象进行了较深入的分析。焊条再引弧可分为瞬时、高温和低温再引弧3类。焊条低温再引弧过程是典型的焊条药皮套筒内熔渣的接触热击穿过程,而低温再引弧的导电原因,则是因为焊条药皮套筒内熔渣中存在亚稳定的可产生自由电子的中间产物。     

多弧离子镀在不锈钢板上沉积TiN的均匀性研究

本文对多弧离子镀在不锈钢板上沉积TiN涂层的均匀性进行了研究,分析了影响涂层均匀性的主要因素.结果表明,弧基距、磁场强度、气体压力及基片温度对涂层的均匀性起着决定性的作用.     

真空电弧沉积技术中的弧源设计

讨论了真空电弧沉积中弧源设计的有关问题 ,如电弧运行模式、电弧极性、点火方式、电弧的约束方式以及宏观粒子抑制方式等。分析表明 ,合理选择电弧运行模式和电弧极性 ,以满足涂料粒子蒸发与离化的要求 ;选择合适的弧源结构 ,加强对电弧的约束与烧蚀的控制 ,或用过滤弧源 ,以抑制宏观粒子对涂层的污染 ,是成功设计弧源的关键     

真空电弧放电稳定性

本文研究了真空阴极电弧放电过程中阴极电弧源工作稳定及其影响因素,研究了真空电弧斑的产生及运动规律。     

Vacuum Arc Discharge on Integrally Cold Cathode

Initial researches of the existence of a cathode spot on the working surface were conducted in vacuum arc plasma sources of the coaxial design. The moving of the cathode spots on the limited sizes working surface does not give full picture of the development of the arc discharge. This article describes the vacuum arc plasma source of extended design generating the directed belt plasma stream and operating in pulse mode. The researches carried out give additional information about development of the cathode spots of the vacuum arc discharge. It is found that the speed of the cathode spots' motion depends on the cathode temperature.     

Cathode Spots of Vacuum Arc Discharges

Vacuum arc discharge is used for formation of pure metal and complex combined coatings, and also for the impact of the discharge on a surface to remove superficial contaminants. Physical processes observed in an arc discharge are mostly determined by the behavior of cathode spots, which are fundamentally unstable plasma formations and are characterized by a certain value of average lifetime. Reliable stabilization of the cathode spots and controlling their movements on the working surface grants the technology a grater importance in application.     

短间隙真空开关电弧图像边缘提取研究

为了研究短间隙真空开关电弧燃烧及其热形态变化过程,通过图像视觉系统对电弧起弧、燃烧及熄灭过程中的电弧图像进行采集,阐述了该实验系统的组成,利用图像处理技术对电弧图像进行了预处理,并通过Prewitt、LOG和Canny五种微分算子的边缘提取和结果对比。结果表明:比较3种微分算子对电弧图像边缘提取的结果,Canny算子可得到连续性、完整性和准确性均符合控制要求的电弧边缘结果,为实现真空电弧的调控提供了技术基础。     

Critical Conditions of a High-Current Vacuum Arc

A one-dimensional three-fluid (electrons, slow and fast ions) model of high-current vacuum arc is used to investigate the peculiar features of motion of fast cations and slow anions. The model enables one to calculate the distribution of the concentrations, velocities, and temperatures of the components with due regard for the boundary conditions at the anode and cathode boundaries of plasma. It is demonstrated that, in a three-component plasma, the fast and slow ions have limits restricting the maximum velocity of slow ions from above and the minimum velocity of fast ions from below. In a three-component plasma, these limiting velocities differ from the ion sound velocities of the respective components. The presence of the limiting velocity of slow ions results in the impossibility of their complete flow to the cathode, and the existence of the limiting velocity of fast ions restricts the range of existence of the quasistationary mode of current flow. The calculation results are given, which demonstrate the dependence of the limiting velocities on the parameters of the vacuum arc.     

Technological Capabilities of Vacuum Arc Plasma Sources

Vacuum arc plasma sources based on the self‐maintained discharge developing in the cathode material vapor enable plasmochemical synthesis of nitride and carbide compounds. Reactive gas is injected in the metal plasma flux to implement the plasmochemical synthesis of compounds. By controlling the plasma flux parameters and taking into account the ion current density distribution in the active volume, properties of the formed coating may be managed. The development of plasma technology leads to possibility of fine controlling of gas pressure and reactive gas composition, degree of plasma flux focusing, flux separation from the drop fraction. If the plasma flux is free of droplets the composition and structure of a coating can be effectively controlled by varying technological parameters.     

真空触发开关的起弧稳定性分析

真空触发开关(triggered vacuum switch,TVS)是大功率脉冲技术领域的重要开关器件之一,它具有结构紧凑、介质恢复迅速、操作无噪声、工作可靠性高、环境适应性强等优点,在中压领域具有广泛的应用前景.TVS的开通过程本质上是电弧燃烧过程.针对TVS的起弧稳定性,搭建了一套场击穿型TVS的触发和实验系统,从电气特性和图像特性两个方面记录其起弧过程.实验和理论分析表明,触发系统的稳定延时大约40μs,起弧过程持续297μs左右;初始等离子体的不同发展决定着TVS的开通.只有充足的初始等离子体,才能产生一定的鞘层电压,从而不断产生新的阴极斑点,保障起弧的稳定性.     

基于图像序列短间隙真空开关电弧形态研究

研究短间隙真空开关电弧扩散运动特性对促进真空开关向高电压等级、大容量及智能化发展具有重要的意义。本文利用高速摄像机CMOS对真空开关电弧图像进行了采集并获得了序列电弧图像;分析了真空电弧燃烧过程扩散运动的机理及特征。综合数字图像处理技术,提出了基于二值背景差分法电弧图像燃烧扩散运动识别算法。实验结果表明:运用图像系列背景差分法可实现对真空开关电弧图像面积扩散区域进行检测,且通过计算可得到真空开关电弧在燃烧过程中不同时刻的扩散速度。