專利名稱：金屬蒸汽真空弧離子源用壓夾持式陰極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
金屬蒸汽真空弧離子源用壓夾持式陰極結(jié)構(gòu)
所屬技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種用于金屬蒸汽真空弧離子源的壓夾持式的陰極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于金屬蒸汽真空弧離子源具有束流強(qiáng)、離子種類多、純度高、電荷態(tài)高、引出電壓高 以及多孔大面積引出的特點(diǎn)，文獻(xiàn)《High-current Metal-ion Source for Ion Implantation》Zhang Huixing et al. Rev Sci Instrum, 1990， 61 (1)將金屬蒸汽真空弧強(qiáng)流金屬離子注入譽(yù)為新一代的 離子注入技術(shù)。如文獻(xiàn)《強(qiáng)流金屬離子束材料表面改性研究》，張通和，梁宏，馬芙蓉，1997, 14(3)所描述，金屬蒸汽真空弧強(qiáng)流金屬離子注入對離子注入材料表面改性研究與應(yīng)用已經(jīng)并 正在發(fā)揮重要而深遠(yuǎn)的影響。通常的金屬蒸汽真空弧離子源的陰極材料都加工成圓柱狀，并 在一端套上鏍紋，擰在帶鏍扣的底座上。如美國專利(United States Patent) 4714860和中國 專利ZL91224858.6描述的金屬蒸汽真空弧離子源就是采用的鏍紋結(jié)構(gòu)。理論上金屬蒸汽真空 弧離子源可以產(chǎn)生任何導(dǎo)電的固體材料的離子，但是實(shí)際應(yīng)用中由于必須將陰極材料加工成 圓柱狀并套上鏍紋，因此， 一些難于進(jìn)行摞紋加工的材料就不可能用在金屬蒸汽真空弧離子 源上，例如低阻硅、鍺及其合金等。但是，這些材料的離子卻有廣泛的應(yīng)用，因此設(shè)計(jì)適合 于將這些材料安裝在金屬蒸汽真空弧離子源上的陰極結(jié)構(gòu)有其特定的意義。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種新型的陰極結(jié)構(gòu)，從而不采用鏍紋結(jié)構(gòu)，將陰極材料安裝 在金屬蒸汽真空弧離子源上。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用壓夾持式結(jié)構(gòu)，固定陰極材料。 在底環(huán)上分別有內(nèi)壓環(huán)和外壓環(huán)，內(nèi)壓環(huán)和外壓環(huán)配合面為角度相同的錐面。內(nèi)壓環(huán)由鋁制 造，環(huán)上有適當(dāng)距離的收縮縫。陰極材料通過內(nèi)壓環(huán)中心孔。當(dāng)緊固外壓環(huán)時(shí)，內(nèi)壓環(huán)通過 與外壓環(huán)的配合面而受到壓力，其收縮縫適當(dāng)收縮，W陰極材料施加夾持力，壓緊從而固定 陰極材料在底環(huán)上。
本實(shí)用新型的有益效果是，由于采用壓夾持方式，不需要對陰極材料進(jìn)行摞紋加工，因 此， 一些難于進(jìn)行縲紋加工的導(dǎo)電固體材料也可以用于金屬蒸汽真空弧離子源，從而增加金 屬蒸汽真空弧離子源產(chǎn)生的離子種類。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對木實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖l是壓夾持式金屬蒸汽真空弧離子源弧放電區(qū)的結(jié)構(gòu)圖。圖中l(wèi)是冷卻液管道，2是 陽極筒，3是陰極材料，4是絕緣套，5為觸發(fā)電極，6是底環(huán)，7是外壓環(huán)，8是內(nèi)壓環(huán)。 圖2是內(nèi)壓環(huán)的底視圖和收縮縫處的剖面圖。圖中8是內(nèi)壓環(huán)，9是收縮縫。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例在


圖1中陰極材料3穿過內(nèi)壓環(huán)8中心孔，外壓環(huán)7則n」以通過鏍釘固定在底 環(huán)6上。由于外壓環(huán)7和內(nèi)壓環(huán)8的接觸面為相同角度的錐面，因此緊固外壓環(huán)7時(shí)，內(nèi)壓 環(huán)8會(huì)受到相當(dāng)?shù)膲毫?。因此?nèi)壓環(huán)8的收縮縫9 (見圖2)適當(dāng)?shù)氖湛s，對陰極材料3施加 夾持壓力，從而壓夾緊陰極材料3，將陰極材料3固定在底環(huán)6上。
圖1中，5是觸發(fā)電極， 它通過絕緣導(dǎo)線與外部觸發(fā)電源連接。4是絕緣套，確保觸發(fā)電極與陰極絕緣。2是陽極筒， 與陽極法蘭相連。將該結(jié)構(gòu)的金屬蒸汽真空弧離子源安裝在真空系統(tǒng)上，給各個(gè)電極加上合 適的電源，就可以產(chǎn)生相應(yīng)陰極材料的離子束。
權(quán)利要求1. 一種金屬蒸氣真空弧離子源用壓夾持式的陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于采用外壓環(huán)、內(nèi)壓環(huán)將陰極材料壓夾緊固在底環(huán)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的金屬蒸氣真空弧離子源用壓夾持式的陰極結(jié)構(gòu)， 其特征在于采用的內(nèi)壓環(huán)和外壓環(huán)配合面為角度相同的錐面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的金屬蒸氣真空弧離子源用壓夾持式的陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于內(nèi)壓環(huán)由鋁制造，環(huán)上有適當(dāng)距離的收縮縫。
專利摘要一種用于金屬蒸汽真空弧離子源的壓夾持式的陰極結(jié)構(gòu)。要點(diǎn)是采用壓夾持式結(jié)構(gòu)，固定陰極材料。在底環(huán)上分別有內(nèi)壓環(huán)和外壓環(huán)，內(nèi)壓環(huán)和外壓環(huán)配合面為角度相同的錐面。內(nèi)壓由鋁制造，環(huán)上有適當(dāng)距離的收縮縫。陰極材料通過內(nèi)壓環(huán)中心孔。當(dāng)緊固外壓環(huán)時(shí)，內(nèi)壓環(huán)通過與外壓環(huán)的配合面而受到壓力從而適當(dāng)收縮，對陰極材料施加夾持力，壓緊從而固定陰極材料在底環(huán)上。由于采用壓夾持方式，不需要對陰極材料進(jìn)行鏍紋加工，因此，一些難于進(jìn)行鏍紋加工的導(dǎo)電固體材料也可以用于金屬蒸汽真空弧離子源，從而增加金屬蒸汽真空弧離子源產(chǎn)生的離子種類。
文檔編號H01J27/02GK201229915SQ200820117860
公開日2009年4月29日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者吳先映, 旭 張, 張薈星, 彭建華, 宏 梁, 馬芙蓉 申請人:北京師范大學(xué)