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正文內(nèi)容

等離子體表面處理ppt課件(編輯修改稿)

2025-02-11 07:03 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下增加 , 這實(shí)質(zhì)上是輝光覆蓋面積的擴(kuò)展的結(jié)果 。因?yàn)樵跉鈮汉蜏囟纫欢ǖ臈l件下 , 陰極單位面積上發(fā)射的二次電子數(shù)目是一定的 , 即電流密度不變 。 2022/2/12 23 4)異常輝光放電 當(dāng)整個(gè)陰極都被輝光覆蓋后,如果還希望進(jìn)一步提高電流,則必須提高極間電壓,這種放電特性稱為異常輝光放電,相當(dāng)于曲線 EF段。 異常輝光放電區(qū) , 具有比較高的電流強(qiáng)度 , 是離子轟擊滲擴(kuò)的實(shí)際采用區(qū) 。 2022/2/12 24 5)弧光放電區(qū) 隨極間電壓的升高 , 輝光電流會(huì)不斷增強(qiáng) , 當(dāng)達(dá)到或超過(guò) VF時(shí) , 電流會(huì)突然增大 ,極間電壓也突然降低 , 相當(dāng)于短路 。 此時(shí)輝光熄滅 , 而在陰極很小的面積上產(chǎn)生了強(qiáng)烈的弧光 , 稱為弧光放電 。 弧光放電的電流要遠(yuǎn)比輝光放電大 。 弧光放電會(huì)將工件局部熔化 , 對(duì)離子轟擊滲擴(kuò)不利 , 必須注意避免 , 一旦出現(xiàn)要盡快滅弧 。 2022/2/12 25 4. 輝光放電的光區(qū)和有關(guān)特性曲線 2022/2/12 26 5. 陰極濺射 在輝光放電的陰極位降區(qū) , 正離子會(huì)被加速 , 加速粒子與該區(qū)內(nèi)的中性粒子發(fā)生彈性碰撞 , 因而使中性粒子也具有和離子相近的能量沖向陰極 。 兩種高能粒子對(duì)陰極表面進(jìn)行轟擊的結(jié)果 , 使得陰極表面的某些局部被劇烈地加熱 , 同時(shí)高能粒子的部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)槟承┰拥囊莩龉鸵莩龊蟮膭?dòng)能 , 引起陰極材料的微粒向外飛散的現(xiàn)象 , 稱為陰極濺射 。 被濺射的粒子離開(kāi)表面后 , 呈中性原子狀態(tài)而不是離子 。 2022/2/12 27 陰極濺射的主要特點(diǎn) ( 1) 一個(gè)粒子轟擊陰極表面可濺射出的原子數(shù) , 稱為濺射系數(shù) 。 濺射系數(shù)隨加速電壓的增大而增大 , 但是當(dāng)加速電壓過(guò)高時(shí) , 由于轟擊的正離子撞入陰極材料內(nèi)部的幾率增大 , 一旦撞入內(nèi)部 , 能量將平均散逸給大量的周?chē)?, 不能使個(gè)別原子獲得逸出的能量 。 2022/2/12 28 ( 2)陰極電位降和轟擊粒子的質(zhì)量越大,陰極濺射越激烈。 當(dāng)氣體和陰極的種類(lèi)一定時(shí),陰極位降將隨電流密度增加而增加,濺射量近似地與電流密度平方成正比,與氣壓和極間距離的乘積成反比。 2022/2/12 29 ( 3) 在其它條件一定時(shí) , 氣壓越小濺射越嚴(yán)重 , 當(dāng)氣壓大時(shí) , 由于濺出的粒子易與周?chē)呙芏鹊臍怏w碰撞而返回表面 ,因而濺出量減少 。 ( 4) 陰極金屬的化學(xué)特性對(duì)濺射率有顯著的影響 。 2022/2/12 30 ( 5) 用濺射效應(yīng)可除去陰極金屬的污物 、氧化物或鈍化膜 , 使表面凈化和活化 ,因而有利于粒子的吸附和滲入 。 ( 6) 濺射出的活性原子易于吸收氣體或與氣體反應(yīng)生成某種化合物如 TixN,CrxN, TIC, CrxCy等 , 這些化合物沉積到某種表面上也可用于表面改性 。 2022/2/12 31 離子滲氮 輝光離子滲氮簡(jiǎn)稱離子氮化 是一項(xiàng)可以顯著提高鋼鐵零件表面抗磨 、 耐疲勞和耐腐蝕性的表面處理工藝 。 離子滲氮是在1932年由德國(guó)的 B. Benghaus發(fā)明的 , 1967年左右在德國(guó)和瑞士開(kāi)始被實(shí)用化 , 70年代在我國(guó)迅速得到發(fā)展 , 至今全國(guó)已經(jīng)有上千臺(tái)設(shè)備 。離子滲氮已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的氣體氮化工藝 。 2022/2/12 32 離子滲氮是把被處理的工件放在真空室,抽真空至 ~ ,然后充以稀薄的含氮?dú)怏w如氨、熱分解氨或氮?dú)浠旌蠚怏w,在陰陽(yáng)極間加上直流高壓后,氣體被電離而發(fā)生輝光放電,放電過(guò)程中氮和氫離子在高壓電場(chǎng)的作用下,沖向陰極表面,產(chǎn)生大量的熱把工件加熱到所需的溫度,同時(shí)氮的離子或原子為工件表面所吸附,并迅速擴(kuò)散,形成了一定厚度的氮化層。氫離子在工件表面可以起清除氧化膜的作用。 2022/2/12 33 離子滲氮機(jī)理 離子滲氮機(jī)理有幾種模型,但只有陰極濺射模型被較廣泛地接受。 在輝光放電中 , 具有高能量的氮 、 氫離子轟擊作為陰極的工件 , 一部分離子直接為表面所吸附 , 滲入工件 。 另一部分通過(guò)陰極濺射轟擊出電子及鐵 、氧等原子 。 濺射出的鐵原子與附近的活性氮原子結(jié)合 , 形成
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