ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 29-069-03

Результат выполнения НИР.

Предлагается высокопроизводительный плазмогенератор на основе дугового разряда с накальным катодом.

Конструктивно плазмогенератор представляет собой водоохлаждаемый цилиндрический корпус из нержавеющей стали с коаксиально расположенным полым катодом. Внутрь катода помещен прямонакальный вольфрамовый катод, обеспечивающий эмиссионный ток до 15 А. Катодный узел помещен в продольное магнитное поле, создаваемое двумя соленоидами. Первый соленоид создает магнитное поле порядка 1 Тл. Второй соленоид включен в цепь полого катода. Газогенератор способен устойчиво работать в диапазоне давлений от 1 торр до 1·10 ^-4 торр. Так как дуга горит диффузионно без образования катодного пятна, генарируемая плазма свободна от загрязнений материалов катода. Газогенератор питается от трех источников. Накальный катод питается от источника переменного напряжения с током до 200 А. Разрядная цепь плазмогенатора запитывается от трехфазного выпрямителя с током до 200 А и напряжением холостого хода 80 В. Напуск газа (газовая смесь пропан, водород, аргон) производится в катодную полость с расходом до 100 см ³/мин. Плазмогенератор устанавливается на боковой стенке вакуумной камеры серийной установки типа Булат-6, внутренние стенки которой служат анодом для разряда. Дуговой разряд возникает при включении питания при любом давлении в рабочем диапазоне. Ток разряда устанавливается током накала. Для ускорения генерируемой плазмы служит третий источник постоянного напряжения до 2 кВ и током до 10 А. Источник подключается непосредственно к подложке.

Процесс получения алмазоподобных покрытий начинается с вакуумирования системы до остаточного давления 5·10 ^-5 торр. Подготовленная подложка из инструментальной стали подвергается финишной ионной очистке при помощи аргоновой плазмы и источника высокого напряжения. Ионная очистка сопровождается подъемом температуры до рабочего значения, которая и поддерживается при помощи вольфрамовой спирали. Затем напускается реакционная углеводородная смесь и поджигается дуговой разряд при давлении 5·10 ^-1 торр. Плазма горит диффузно занимая весь объем камеры с плотностью >10 ^-13 см ^-3_.