Джерело іонізованого парового потоку

1. Джерело іонізованого парового потоку, що містить тигель, заповнений випаровуваним матеріалом, що розташований усередині індуктора, яке відрізняється тим, що тигель містить термоемісійну вставку, виконану у вигляді кільця з матеріалу з великою питомою термоемісією, і розташовану у верхній частині тигля. 3 13134 4 стик розряду від рівня розплавленого металу в На Фіг.4 зображено джерело, у тиглі 1 якого ньому, що знижує технологічний ресурс джерела. верхній зовнішній край 10 виступає нагору відносЗадачею корисної моделі є поліпшення харакно вставки 4 вздовж або під кутом до зовнішньої теристик джерела іонізованого парового потоку, утворюючої поверхні тигля. Край 10 бере участь у що забезпечить умови виникнення розряду при формуванні електричного поля між індуктором 3 і зменшенні розрядної напруги та зменшення затиглем 1: запобігає дрейфу електронів по прямим бруднення покриття матеріалом тигля, а так само траєкторіям на індуктор, викривляє траєкторії елезниження залежності характеристик розряду від ктронів у розряді, робить їх довшими чим оптимірівня розплавленого металу в тиглі. зує. Це призводить до зростання вірогідності зіткПоставлена задача вирішується тим, що дженення електронів з молекулами парового потоку та рело іонізованого парового потоку містить тигель підвищення ефективності іонізації в паровому порозташований усередині індуктора та заповнений тоці 6. матеріалом, що випаровується. Новим є те, що Матеріали тигля 1 і вставки 4 повинні бути інетигель має термоемісійну вставку, виконану у виртні стосовно матеріалу 2, що випаровується. Нагляді кільця з матеріалу з великою питомою терприклад, при випарі міді або золота в якості матемоемісією, і розташовану у верхній частині тигля. ріалу тигля можуть бути використані молібден або Крім того, у джерелі іонізованого парового пографіт, а в якості матеріалу термоемісійної вставки току новим є те, що тигель у своїй частині, що - гексаборид лантану (LаВ6). Гексаборид лантаноохоплює термоемісійну вставку, має радіальне ва вставка може бути у вигляді монокристалічного потовщення стінки назовні. тіла, або у вигляді спеченого порошку LаВ6 або Крім того, у джерелі іонізованого парового поспеченої композиції з мікропорошків тугоплавких току новим є те, що тигель в області термоемісійметалів (молібдену, вольфраму) і порошку LаВ6, ної вставки містить внутрішньою циліндричною або ж у вигляді шару LаВ6, що плазменно осаджеперегородкою, що відокремлює термоемісійну ний на тугоплавку основу. вставку від внутрішньої порожнини тигля і виконаДжерело працює таким чином. на за одне ціле з тілом тигля; У тигель завантажують матеріал, що випароКрім того, у джерелі іонізованого парового повується, а над ним закріплюють підкладку або підтоку новим є те, що тигель у верхній частині по кладки, на які наноситься покриття. У технологічній зовнішньому краю містить циліндричний виступ камері вакуумної установки, де розташовано підвгору уздовж або під кутом до зовнішньої утворюготовлений пристрій, знижують тиск нижче 10-4 Па. ючої поверхні тигля. На індуктор 3 подають напругу від ВЧ генератора. На Фіг.1 представлено схематично загальний Вихрові струми, що наводяться індуктором у тілі вигляд джерела іонізованого парового потоку. тигля, розігрівають його до високої температури. На Фіг.2-Фіг.4 наведено приклади виконання При цьому також розігрівається матеріал 2, що джерела. випаровується. Джерело містить тигель 1 зі струмопровідного При нагріванні тигля 1 і матеріалу 2, що випаматеріалу. У нижній частині тигля знаходиться ровується, також розігрівається вставка 4, що при розплав металу 2, що випаровується. Навколо температурах випару матеріалу 2 інтенсивно емітигля розташований індуктор 3, підключений до ВЧ тує термоелектрони зі своєї поверхні в порожнину генератора, що працює на частоті 66-440кГц. У тигля і над його краєм. При концентрації термоеверхній частині тигля утримується вставка 4 з малектронів у паровому потоці 6, достатньої для теріалу з питомою термоемісією більше 1мА/см2 ефективної іонізації парових часток, виникає газопри температурі 1200-1500°С, що забезпечується вий розряд у паровому середовищі під впливом при нагріванні тигля при випарі матеріалу 2. ВерхВЧ поля індуктора 3. ній виток індуктора виступає над верхнім краєм Керування потужністю розряду може здійснютигля. Нижній виток індуктора заземлюється. Над ватися, як шляхом керування потужністю, що підтиглем розташована підкладка 5, на яку направляводиться до ВЧ індуктора, так і положенням верхється потік іонізованої пари 6 з тигля. Між індуктонього краю тигля 1 відносно витків індуктора 3. ром і тиглем може розміщуватися циліндричний При цьому потужність розряду не залежить від тепловий екран 7 з діелектрика або металу. кількості матеріалу 2, що випаровується, у тиглі, На Фіг.2 зображено джерело, у якого верхній тобто від висоти стінок над матеріалом 2. край тигля 1 має радіальне потовщення назовні Завдяки високій концентрації термоелектронів стінки 8, яке наближене до витка індуктора 3 для досить прикласти напругу між тиглем і верхнім збільшення електромагнітного зв'язку з індуктором витком індуктора на рівні 30 вольтів, щоб виник і і збільшення температури термоемісійної вставки підтримувався іонізуючий розряд у паровому по4. Перегрів вставки 4 щодо температури нагрівантоці. Низька розрядна напруга запобігає іонному ня матеріалу 2 забезпечує більш інтенсивний вирозпиленню стінок тигля 1, не приводить до руйпар з її поверхні, тобто очищення поверхні вставки нування термоемісійної вставки 4 і забрудненню від парових часток, що конденсуються, збільшення покриття на підкладці матеріалами тигля і вставки. струму термоелектронної емісії і збереження її Паровий потік направляється до поверхні підхарактеристик у продовж тривалого часу. кладки 6 і конденсується на ній з утворенням покНа Фіг.3 зображено джерело, у якому тигель 1 риття. При подачі на підкладку напруги негативномає циліндричну перегородку 9, що відокремлює го зсуву, іони пари прискорюються і бомбардують термоемісійну вставку 4 від порожнини тигля і заповерхню покриття, що приводить до поліпшення хищає її від впливу парового потоку 6. У цьому його властивостей (підвищення щільності покритпристрої вставка 4 являє собою торцеву вкладку. тя, зниження концентрації домішки і щільності де 5 13134 6 фектів). Оскільки іони утворяться в результаті іоніти конструкцію тигля з циліндричною перегородзації пари матеріалу, що осаджується, вони його кою 9 (Фіг.3). не забруднюють. Для підвищення ефективності іонізації пропоДля більш ефективного використання термоенується використовувати тигель 1, у якого зовнішмісійної вставки 4 здійснюють перегрів верхнього ній край 10 виступає нагору щодо вставки 4 (Фіг.4). краю тигля 1 відносно матеріалу 2, що випаровуЗастосування такої конструкції забезпечить подоється, застосовуючи для цього конструкцію тигля 1 вження дрейфових траєкторій електронів у пароз радіальним виступом 8 (Фіг.2). Виступ забезпевому потоці, зростання вірогідності зіткнення елекчує локальне збільшення електромагнітного зв'язтронів з паровими молекулами і їх іонізації. ку з індуктором і, як наслідок, місцевий перегрів Джерела: тигля та термоемісійної вставки 4. Це запобігає 1. АС СРСР №1194040. конденсації матеріалу 2, що випаровується, на 2. АС СРСР №1176635. поверхні вставки 4 і забезпечує зростання струму 3. А.И.Кузьмичев, Л.Ю.Цыбульский. Термоіонемісії термоелектронів. Для захисту поверхні встаний пристрій з індукційним випарником. Прилади і вки 2 від парового потоку також можна застосуватехніка експерименту, М:, 1992. №2, с.262-264. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601