Способ изготовления катодов для электродуговых испарителей — SU 1801061 (original) (raw)
(57) Сущность;спекают, пропри давлениической обрабо ИЗГОТОВЛУГОВ Ьз порошодят взр,5 ГПа ике. 1 таб ЛЕНИЯ КАТОДОВХ ИСПАРИТЕЛЕЙа прессуют катоды,ывное упрочнениеодвергают механи.,1 ил.(71) Республиканскский центр порошко(73) Республиканскский центр порошка%9й инженер вой металлу А.М,Шмаков,техниче,Мазеи ии инженерно-технивой металлургииетельство СССРС 15/00, 1991. по ст ус ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТ 1 ОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) АНИЕ ИЗОБР гИзобретение относится к нанесению покрытий методом напыления, в частности к получению покрытий вакуумным испарением, и может быть использовано для напыления защитных покрытий и создания тОнких пленок с заданнымн свойствами в Медицинской и электронной технике, приборостроении, других областях народного хозяйства.Целью изобретения является увеличеНие скорости нанесения покрытий, улучшение качества напыленных покрытий за счет снижения пористости и увеличения уровня микродеформаций материала мишеней - катОдов.На чертеже представлена схема устройства, позволяющая осуществить изготовление катодов для электродуговых испарителей путем взрывного нагружения, которое состоит из стальной матрицы 1 с размещенным в ней катодом 2, на поверхности которого расложено в форме конуса взрывчатое вещево - аммонит 3, на вершине которого тановлен детонатор 4.П р и м е р. В соответствии с предлагаемым способом осуществляют иэго 1 овление как однокомпонентных, так и многокомпонентных композиционных порошковых и компактных катодов для злектродуговых ис точников и для нанесения покрытий - тонких пленок в вакууме, Для изготовления титановых катодов использовали порошок из титана марки ПТЭС или ПТОМ, который прессовали на гидравлическом прессе в закрытой пресс-форме при давлении 6000 кг/см 2. Отпрессованные заготовки спекали при 1300 С в течение 4.ч в вакуумной электропечи. При этол образуются заготовки с пористостью 10 + 2% и уровнел 1 микродеформаций, близким кО, Затем полученную заготовку помещали в стальную матрицу и на его поверхности размещали заряд, например взрывчатое вещество - аммонит М 6)КВ высотой 30 мм, на вершине конуса с а= 45 О располагают детонатор 4. После взрывной обработки заготовка извлекается из матрицы и подвергается механической обработке до размеров водоохлаждаемого катодного узла. Таким же образом изготавливаются и другие однокомпонентные и многокомпонентные композиционные катоды, Оптимальное давление при обработке титановьх заготовок составляло 6,5 ГПа с уровнем микродеФормаций 7%, 1801061что обеспечило уменьшение пористости с10 -2; до 2 ц; (см, таблицу),Выбор оптимальных параметроввзрывного нагружения5где Р - величина нагружения, ГПа;П - пористость, О ;е - уровень микродеформаций, ,4.При увеличении Р6,5 ГПа происходит 15 перегружение и разрушение образца, при более низких давлениях в данной указанной схеме взрывного нагружения невозможно организовать плоский фронт детонационной волны, цто ведет к неоднородному на гружению. Снижение давления взрывного прессования приводйт к увелицению пористости и, как установлено(см. табл.), к уменьшению деформации.Взрывное нагружение спеченного мате риала обеспечивает более зиацительнуюдеформацию зерен, чем в случае неспеценного, так как в первом случае уп. лотнение происходит эа счет деформации не только внешних слоев частиц, но и за счет 0 пластической деформации перемычек, соединяющих частицы,Так как Р =- 6,5 ГПа больше предела упругости титана, то взрывная обработка приводит при этом режиме к деформациям зерен, росту числа дефектов, в том числе дислокаций, а следовательно, к росту внутренней энергии материала.Взрывное прессование спеченного титанового катода при Р = 6,5 ГПа привело к повышени 1 о однородности материала, повышению его внутренней энергии (за счет дефектности), что подтверждается установленным увеличением твердости материала в 2,5 раза.Полученные экспериментальные результаты при распылении катодов диаметром 50-125 мм, изготовленные по предлагаемому способу, низковол ьтной дугой, эродирующей в катодных микропятнах с интегрально холодной поверхности катода, показали, цто скорость распыления при одних и тех же технологических режимах ускоригеля и одинаковой площади испаряемой поверхности в 1,3 раза превышает скорость распыления и производительность процесса осаждения покрытия в ионной фазе по отношению к катодам, полученным известными способами.Оптимизация способа изготовления катода позволила определить,цто катод обладает оптимальными свойствами при пористости 2 цО и уровнем микродеформаций 7 оФормула изобретения Способ изготовления катодов для электродуговых испарителей, включающий прессование заготовки, спекание и механицескую обработку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения эмиссионных свойств катода, после спекания проводят взрывное упроцненив при давлении 6,5 ГПа.1001061Составитель В,Анциферовдактор Л,Волкова, Техрод МЛо.гентал Корректор И,Шмако аказ 1102 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 415роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина