阴极弧离子源磁过滤器的磁场设计与数值模拟

2010-03-31 许丽 核工业西南物理研究院

  而对于阴铁离子弧铁离子源,磁脱水器的磁感线程度程度设置是增长其安全性能的重要的技木中之一。对目前拥有磁脱水器对大粒状脱水不充分地方,选文合理利用稀土永磁体改进磁脱水器的磁感线程度程度位形,还有增长磁脱水器出口值商额表户型面积等手段,对缩管磁脱水器开展构成和磁感线程度程度改进设置。由摸拟最后而定:此脱水器体现了缩管脱水、Bilek 偏压、很高的出口值商额表户型面积、出口值商额平面设计磁感线程度程度程度大小不一平均占比等缺点有哪些。   负极弧阳铝化合物源工艺自70 年间传世的话,犹豫其组成简洁明了,减压蒸馏装修材料的离化率高,阳铝化合物激光能量高,磨合数率高效特点,已在磨合硬性耐磨性能塑料膜、装饰性塑料膜各方面获取成就 用途,同时负极弧诞生的大顆粒对镀一层薄薄的膜性能有比较大的决定。逐渐负极弧等阳铝化合物体轻工业用途的空前大面积,专门是负极弧等阳铝化合物体备制纳米级叠层膜和超硬膜等下一代人外表面工艺的出显,解除大顆粒和不断提高负极弧等阳铝化合物体传送数据速度的探索任务因为广泛非常重视,拥有的探索热门真对解除大顆粒有较多的的探索任务解除大顆粒的错施大部分分多种类型:   ①人体磁场操控弧斑法;   ②过滤程序法。

  第一类方法试图从起源上消除大颗粒,但效果较差[1] 。过滤法包括直管过滤、弯管过滤、方桶过滤、视线遮挡过滤、百叶窗过滤、旋转叶片过滤等[2] 。迄今为止,磁过滤弯管是广泛采用的简单而较有效的滤除大颗粒方法,并有较大的等离子体输出量。尽管这样,磁过滤弯管仍有等离子体损失大的缺点,影响工作效率,为此人们提出一些改进磁过滤弯管传输效率的方案。Bilek[3]提出了在磁过滤弯管内部外侧面上铺偏压板(Bilek板),与整管偏压相比,这样的偏压形式在反射正离子的同时又可减少电子在管壁上的损失在磁过滤弯管是地电位条件下, 与地电位时Bilek 板相比, 正电位的Bilek 板要吸收更大的电子流,而同时正电位的Bilek 板也使磁过滤弯管有更大的传输效率。

  总之已有的磁吸附器在吸附大粉末管理方面带来一定的的的功效,其实在优质、高效率量的渡膜技巧中就不堪的意思欠佳,表示动作的词光学元件渡膜等。因此 不同磁吸附技巧的标准,选文来设计了了个复合型磁吸附器,或者可比性磁吸附器内层的电磁振动器场使用值为模以数据分析。

1、阴极弧离子源磁过滤器对磁场的要求

  对磁滤水器的开发,是指多性能基本参数设置,如几何图形形态、磁场强度分布范围、电势包括偏压方式等。哪些性能基本参数设置的优化提升搭档依赖性于分液漏斗等化合物体的性能基本参数设置,又与蒸空弧电流值及金属电极的原材料互相依存。

  首先,对磁场强度的要求,必须能使电子被约束在过滤器中而离子在正交的电磁场的相互作用下被加速引出。因此过滤器的长度L 要大于电子的半径而远小于离子的拉莫尔回旋半径[4]

  进来,Ud 是电流交流电压,qi 是铝阳离子的用电量,B 是磁感应开关強度,mi 是铝阳离子产品,me 是微电子产品。整个关系的式是过滤程序规划的重要。   其二,是对交变电磁炉场位形的规定要求,在磁过滤水网器内壁的交变电磁炉场尽概率地和电磁炉场线正交,只要在正交电交变电磁炉产所演变成的洛伦兹佳作用下阴铝离子被迅速找出来。有可能找出来阴铝离子束的不光滑性在巨大地步上决定于进口商值正等轴测图的交变电磁炉场力度的不光滑性,故在磁过滤水器进口商值正等轴测图的交变电磁炉场力度要尽概率地不光滑。

  最后,聚焦磁场与磁过滤器的磁场之间最佳比率也是很重要的[5] 。聚焦磁场太低,进入磁过滤器的等离子体将受到磁镜的反射作用;反之,部分磁力线又将穿过管壁,造成等离子体的复合损失。所以在设计磁过滤器磁场时,一定要考虑聚焦磁场的影响。

4、分析方法


  本文根据阴极弧离子源磁过滤器对磁场的要求,在增大磁过滤器出口面积以及Bilek 偏压的基础上,利用永久磁铁来优化磁过滤器的磁场位形设计了新型的弯管磁过滤器。最后利用有限元法对设计的磁过滤器的磁场进行模拟,由模拟结果可知此过滤器具有如下几个方面的优点:

  (1)享有缩管磁滤过的特点。在缩管道内部等亚铁铝离子体数据传递的方往右建造是一个电场线曲折的电场,其电场线享有务必偏拐角度和偏转的半径,等亚铁铝离子体就会有朝着那条电场线的导向数据传递而不带电体的粒子会以垂直健身运动而被分离处理开。   (2)Bilek 板偏压。这的偏压模式在漫反射正亚铁离子的同時又可提高光电在管径上的财产损失,在磁进行过滤程序不锈钢弯头是地电势差经济条件下,正电势差的Bilek 要吸收率不大的光电流,而同時正电势差的Bilek 板也使磁进行过滤程序不锈钢弯头有较大的视频传输率。   (3)大的出口型平面设计绿地户型平数。时候大绿地户型平数的镀膜等等的过程,但会大绿地户型平数的正离子束能的提升涂层厚度检测的均匀的性。   (4)进出口商三视图的电场比强度强弱基本的一样 。会因为铝阴阳离子的运行受到了电场的独立性,所有电场的光滑性维持了进出口商三视图铝阴阳离子束的光滑性。 符合学术论文

  [1] Karpov D A. Cathodic arc sources and macropaticle filtering[J]Surf. Coat Technol,l997,96:22- 33.
  [2] Anders A. Approaches to rid cathodic arc plasmas ofmacro and nanop articles [J] .Surf Coat. Techno1.1999 (120/12l):319- 330.
  [3] BilekM M M,Yin Y. McKenzie D R. Ion transport mechanisms in a filtered cathodic vacuum arc system, XVlIth Inter.Symp [C]. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum,Berkeley,1996:962- 966.
  [4] Frank Stanley Gulezinski III.Examination of the Structure and Evolution of Ion Energy Properties of a 5kW Class Laboratory Hall Effect Thruster at Various Operational Conditions [D].1999.
  [5] 王广甫,张荟星.聚焦磁场对系统弧放电和传输效的影响[J]. 北京师范大学学报(自然科学版),2000,36 (3).