离子镀膜及其应用

离子镀膜技术以其特有的优点正越来越引起国内外的重视,近几年发展迅速。离子镀把辉光放电、等离子体技术与真空蒸镀技术结合在一起,提高了镀层的各种性能、扩大了镀膜技术的应用范围。它兼有真空蒸镀和真空溅射的优点,还具有成膜速度快、膜层致密、结合力好、有绕射性、无公害等特点。我国自七十年代后期开始研究,发展迅速,目前该技术已在全国不少省市推广应用。离子镀是在真空条件下,应用气体放电、使气体或被蒸发物质离化、在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或其反应生成物蒸镀在     

脉冲电弧离子源镀膜均匀性的研究

镀膜均匀性是脉冲真空电弧离子源应用需要解决的一个重要问题。本文首先分析了在脉冲真空电弧离子镀膜过程中 ,采用不同阴极尺寸、不同辅助阳极尺寸引起所镀膜层透过率曲线的改变 ,进而讨论了脉冲真空电弧离子源电极几何尺寸对膜厚均匀性的影响。在基片下加一个圆筒形负电位电极 ,实现了脉冲真空电弧离子源镀膜的均匀性。实验结果表明 ,采用这一技术 ,在 70mm范围内 ,基片透过率的相对变化可达到± 6.8%范围内     

大电流真空电弧磁流体动力学模型与仿真

为了对大电流真空电弧进行深入研究,以真空电弧双温度磁流体动力学模型为基础,通过计算流体动力学软件FLUENT,采用控制容积法,对大电流真空电弧特性进行了仿真研究。对于大电流真空电弧而言,等离子体的流动处于亚音速状态,因此,在阴极和阳极边界条件的选择上将区别于超音速流动的真空电弧。同时对等离子体密度、轴向电流密度、等离子体速度、马赫数、离子温度、电子温度、离子压力、等离子体压力以及注入阳极的能流密度分布的形成机理进行了分析。从仿真结果可以发现,大电流真空电弧等离子体压力的最大值出现在阴极附近,等离子体将在压力梯度的作用下从阴极到阳极做加速运动,这一点明显区别于超音速流动的真空电弧。另外,仿真结果与高速CCD照片也是吻合的。     

大电流真空电弧开断过程瞬态特性仿真分析

针对开断过程中传统稳态模型无法表征真空电弧动态特性问题,以工频电流下开断峰值为10 kA大电流真空电弧为研究对象,搭建等离子体弧柱区二维物理模型,在已有双温磁流体动力学稳态模型中引入密度、温度、压力及速度等流场参数时变项,同时利用动网格技术控制弧柱区变化速率,模拟触头分闸过程,综合考虑电流及开距变化情况下等离子体各物理场参数变化,以获取开断时电弧微观流场瞬态特性,探究开断过程中电弧形态及能量变化。分析结果可知：离子压力、温度、电子温度和阳极表面能流密度均随动、静触头分离而减小;离子速度无明显变化;等离子体不断向外扩散,由于电流减小,金属蒸汽源也逐渐减少,极间等离子体密度降低,阳极尚未达到活跃程度,最终电弧熄灭。     

受控真空电弧蒸发源通过专家鉴定

真空电弧离子镀膜是八十年代发展起来的新技术,目前在工业上已得到一定程度的推广和应用。蒸发源是离子镀膜设备的核心部件,它直接影响整个设备的性能和所镀膜的质量。然而迄今为止,国内外商品化的电弧离子镀膜设备,都是采用自由电弧(RandomArc)蒸发源。这种蒸发源易于产生较大颗     

用离子束进行材料表面处理的新进展

本文简要地介绍了离子镀膜设备的几种型式,并对真空电弧离子镀膜的设备和蒸发源作了重点的叙述。此外对离子注入、离子束混合、动态离子束混和和离子辅助镀膜的最新发展也作了介绍,并对设备的发展提出了几点看法。     

强流脉冲真空电弧镀膜技术

本文介绍一种新型镀膜工艺。该工艺是利用在真空环境下,两金属电极之间的亚秒级脉冲电弧放电产生的金属蒸发物来实现镀膜的。据报道可以镀各种金属和合金膜。     

35kW“HCD”型镀膜试验机

随着“HCD”法离子镀膜技术发展,对这种镀膜设备的要求也越来越高,并且开始向大型化推进。西安电炉研究所曾经研制过100kW等离子电子束熔炼炉,对空心热阴极放电技术进行过试验研究,奠定了研制人型“HCD”镀膜机技术基础。为了新形势需要,西安电炉研究所建立了,一台35kW“HCD”型镀膜设备。     

纵向磁场对真空电弧微观特性影响的研究

纵向磁场作用下真空电弧等离子体的微观参数变化趋势对于真空电弧的发展和能量变化有着重要的意义。文中基于气体动力学的漂移扩散方程,耦合电场计算的泊松方程,仿真分析了真空电弧在液态金属桥断裂之后,极间充满了大量的Cu金属蒸气后,到电弧等离子形成的这段非平衡态过程。考虑了真空电弧等离子体中微观电子、离子与金属蒸气分子间的碰撞、重组及粒子的漂移、扩散等复杂变化情况,建立了纵向磁场影响下非平衡态真空电弧的微观模型。数值模拟并分析了不同磁场强度对电弧等离子区微观参数的影响及变化规律。仿真结果表明:随着纵向磁场的增大,阴极与阳极鞘层的电场强度减小,有利于电弧熄灭;同时电极过程减弱,电子和铜离子的数密度均减小,阳极表面的电子温度分布均匀且减小,有利于抑制真空电弧能量的提高。     

金属蒸气作用下弧后等离子体扩散过程的二维粒子模拟

研究弧后阶段等离子体扩散过程是研究真空断路器弧后介质绝缘恢复的基础,有助于提高真空断路器的开断性能。该文通过建立二维蒙特卡洛粒子仿真模型,模拟真空断路器燃弧过程中的剩余等离子体在弧后瞬态恢复电压作用下的扩散过程,仿真过程中考虑了等离子体与金属蒸气的碰撞。另外,分析金属蒸气密度对弧后等离子体扩散过程的影响。结果表明,金属蒸气密度越高,等离子体扩散速度越慢,鞘层内电场越强,但带电粒子速度降低;与无金属蒸气情况相比,金属蒸气作用下,等离子体扩散过程中不再出现密度整体下降、鞘层发展速度迅速增加等特征,弧后电流随时间下降平缓,但当金属蒸气密度较低时,等离子体扩散过程又表现出与无金属蒸气时类似的特征。     

横向磁场作用下真空电弧阴极过程数学模型的研究

通过联立沙哈方程、质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、空间电荷方程、电流连续性方程及电子发射公式，建立了横向磁场作用下直流真空电弧阴极过程的定量数学模型，模型中不仅考虑了多价离子的作用，而且计及了阴极表面外加横向磁场对等离子体的影响。通过对电弧电流为８０Ａ的钛阴极真空电弧的数值求解，得到了大量等离子体参数随磁场变化的规律。计算结果与实验测量值相吻合。本文联系人     

提高干电池芯模的抗蚀耐磨能力

纯钛经离子渗氮后形成了氮化钛的双相组织,它具有高硬度和优异的耐磨耐蚀性能,该成果应用在电池芯模上收到了良好的效果。     

溶液中微弧等离子体在材料表面处理的研究进展

溶液中微弧等离子体是气体等离子体在溶液中的发展和应用,文中综述了溶液中微弧等离子体在材料表面处理的研究进展。溶液中微弧等离子体在阳极表面可发生微弧氧化、纳米尺度的抛光研磨、纳米尺度重构、纳米颗粒的制备;在阴极表面可发生微弧等离子体化学热处理、微弧等离子体镀膜、表面功能膜层的制备。该技术通过调控辉光向弧光过渡的非稳态大电流和高电压区间达到辉光的聚缩和弧光的弥散,形成微弧等离子体,发挥辉光和弧光各自在材料表面的优势,实现了材料的表面处理。该技术的发展对材料的处理提供了新的方法。     

低压断路器和接触器用真空开关管

一、概述真空开关管（又称真空灭弧室）以真空作为绝缘和灭弧介质,位于真空中的触头一旦分离,触头间将产生真空电弧。真空电弧依靠触头上蒸发出来的金属蒸气来维持,直到工频电流过零时,真空电弧的等离子体很快向四周扩散,电弧被熄灭,于是电流被分断。由于熄弧过程是...     

LG LH—500等离子体切割机 焊接机

1G—500等离子体切割机是利用电弧使气体电离,并在“热收缩效应”及“磁性—流体动力效应”的作用下产生等离子弧来切割钨、钼、不锈钢、紫铜、铝及铝合金等耐高温、导热性好而易氧化的金属材料。LH—500等离子焊接机是利用等离子焊接薄钢板、钢管、铝、镁及其合金、不锈钢、耐热合金钢、钛等稀有金属及其合金。因等离子体切     

基于二维PIC-DSMC耦合算法的真空沿面闪络形成过程的等离子体演化特性

真空沿面闪络一直是限制相关高压技术应用的重要问题,因此通过深入认识真空沿面闪络形成过程等离子体演化特性来掌握影响等离子体形成和演变的主要因素,对进一步提高相关器件耐压性能有重要意义。为此基于金属-真空-绝缘体交界处的三相点场致电子发射、绝缘体表面电荷累积、二次电子发射、气体解吸附及电子与解吸附气体相互作用等基本物理过程,通过二维轴对称PIC-DSMC(网格质点法-直接模拟蒙特卡罗法)耦合算法建立了1 mm间隙的真空沿面闪络仿真模型,阐明了电子、离子和中性粒子的时空分布演化特性,揭示了绝缘体表面电荷累积对阴极表面电场的增强作用以及其导致的三相点场致发射电子增加,阐明了阴极附近正离子大量出现并增强场致发射导致了阴极附近首先形成电子雪崩并从而引起真空沿面闪络的物理过程,从而获得了完整的真空沿面闪络形成过程中的等离子体演化特性,这为深入理解真空沿面闪络机制和进一步提高相关器件性能奠定了基础。     

开距对不同状态下真空电弧特性影响的仿真分析

仿真分析了开距对真空开关中不同状态下真空电弧特性的影响。对于小电流扩散态真空电弧,随着开距增大,电弧的扩散程度增大,离子温度、电子温度和等离子体压力增大;对于超音速收缩态真空电弧,随着开距的增大,电弧的收缩程度增大,离子温度、电子温度和等离子体压力增大,阳极轴向电流密度和能流密度的分布更不均匀;对于离子处于亚音速状态的大电流真空电弧,随着开距的增大,极间等离子体的损失增多。对于3种不同状态的真空电弧而言,随着开距的增大,电弧电压和注入阳极的能流密度都增大。同时,可以发现,建模与仿真是理解真空电弧微观过程的一种有效方法。     

受控真空电弧离子镀膜机

中科院电工所下属的北京中科电气高技术公司研制成功CMA型受控真空电弧离子镀膜机,可使工件表面镀上一层既具有优良耐磨损、耐腐蚀性能,又呈现仿金色、黑色、灰色以及其它各种美观色泽的镀膜层。可广泛应用于工具镀膜和装饰镀膜领域。在各种工具、刀具、模具、机械零件的表面上     

触头分离瞬间真空金属蒸气电弧形成过程的仿真

维持真空金属蒸气电弧所需的导电介质由触头提供,故真空间隙中金属蒸气分布情况影响电弧等离子体形成全过程。统一真空开关触头分离瞬间导电触点热过程和液桥断裂后间隙击穿过程,以热传导方程为基础,考虑触点相变过程,获得间隙极小空间内金属蒸气非均匀的分布情况;建立真实金属蒸气分布情况下真空微观粒子动力学模型,求解电子、重粒子输运方程,揭示非均匀分布金属蒸气影响下电弧形成过程。仿真结果表明,分离瞬间导电触点相变产生金属蒸气密度由中心沿径向呈迅速衰减的非均匀分布;在非均布金属蒸气情况下,电弧形成过程经历电子崩发展、近极区形成和初始导电通道三个阶段;真空间隙导电通道形成取决于金属蒸气高密度区所在位置,是空间电荷密集区产生的源泉。     

真空电弧磁流体动力学模型与仿真研究

以离子与电子的双流体模型以及麦克斯韦方程为基础，推导得到了真空电弧的二维磁流体动力学(MHD)模型。MHD模型中包括质量方程、动量方程、能量方程、麦克斯韦方程和全欧姆定律，通过对这些方程的数值计算，得到了真空电弧等离子体参数与电流密度的分布，文中计算分析了电弧电流、电极间距以及不同分布的纵向磁场对真空电弧等离子体参数与电流密度的影响。