一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构的制作方法

1.本发明涉及等离子镀膜设备技术领域，具体地说，是一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构。


背景技术：

2.如图1所示，现有技术空心阴极钽管2与keeper壳体1之间是靠一个绝缘小陶瓷件3才能正常工作，绝缘小陶瓷件3与孔心阴极钽管2端头之间的部分则称为反应部，这样空心阴极钽管2就有大部分面积与keeper壳体1暴露对应，工作时keeper腔室如果气压处于离化区域将会导致keeper壳体1与空心阴极钽管2的反应部多点放电，因为在使用空心阴极钽管2是大多数时候希望空心阴极钽管2工作在内侧空心管壁处，同时在空心阴极启动时空心阴极钽管2与keeper壳体1是处于一个瞬间高压脉冲的工况，如果暴露面过多会导致空心阴极钽管2与keeper壳体1在启动过程中多点放电，导致启动不稳定。还有空心阴极钽管2在工作时空心阴极钽管2工作温度会导致钽的材料本身挥发，挥发后会在现有绝缘小陶瓷件3表面形成一层纳米级的溅射导电薄膜，这样将会导致空心阴极钽管2与keeper壳体1短路减少使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于设计一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，利用在空心阴极钽管的反应部外壁上额外增加一段绝缘距离，使空心阴极钽管和keeper壳体有效放电面积减小，进而能够使使空心阴极中和器点火工作能量全部作用在空心阴极钽管端口处，从而使点火引弧需要的能量降低，气体需求量也降低。
4.本发明通过下述技术方案实现：一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，包括keeper壳体、空心阴极钽管及绝缘小陶瓷件，在空心阴极钽管的近绝缘小陶瓷件的外壁上还设置有钽管绝缘管，在钽管绝缘管上设置有凹槽。
5.进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：在所述钽管绝缘管上凹槽设置有多级。
6.进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：每一级所述凹槽皆环钽管绝缘管圆周内凹形成，且每一级所述凹槽相互平行。
7.进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：所述凹槽的宽度大于等于凹槽的深度。
8.进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：所述凹槽的深度与凹槽底同钽管绝缘管内壁之间距离间的比值为1：1~4。
9.进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：所述钽管绝缘管的长度占空心阴极钽管反应部长度的2/3~3/
4。
10.进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：所述钽管绝缘管采用陶瓷材料。
11.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本发明通过钽管绝缘管多级凹槽的帮助下可以提高空心阴极钽管与keeper壳体绝缘度，具体理由因为金属材料挥发一般具有直线传播的特征，这样钽管绝缘管表面高点部分会形成金属膜，但多个凹点处形成导电金属薄膜的可能性很小或者几乎没有，这样就提高了空心阴极钽管和keeper壳体的绝缘度，绝缘度提高将使中和器的使用寿命变成3倍左右，减少了维护清洁频率。
12.本发明在空心阴极钽管表面增加钽管绝缘管可以有效的减少keeper壳体对空心阴极钽管下端表面的废热吸收，因为陶瓷导热系数比较低，这样减少了镀膜的部分温升。
附图说明
13.图1为现有技术的空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构示意图。
14.图2为本发明的结构示意图。
15.图3为本发明所述钽管绝缘管结构示意图。
16.其中，1-keeper壳体、2-空心阴极钽管、3-绝缘小陶瓷件、4-钽管绝缘管、5-凹槽。
具体实施方式
17.下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
18.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“布设”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，具体通过什么手段不限于螺接、过盈配合、铆接、螺纹辅助连接等各种常规机械连接方式。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
23.实施例1：如图2~图3所示，一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，利用在空心阴极钽管的反应部外壁上额外增加一段绝缘距离，使空心阴极钽管和keeper壳体有效放电面积减小，进而能够使空心阴极中和器点火工作能量全部作用在空心阴极钽管端口处，从而使点火引弧需要的能量降低，气体需求量也降低，包括keeper壳体1、空心阴极钽管2及绝缘小陶瓷件3，在空心阴极钽管2的近绝缘小陶瓷件3的外壁上还设置有钽管绝缘管4，在钽管绝缘管4上设置有凹槽5。
24.作为优选的设置方案，空心阴极钽管2的近绝缘小陶瓷件3的外壁上，即孔心阴极钽管2的反应部处，额外增加一段钽管绝缘管4，并在钽管绝缘管4上形成凹槽5，工作时，氩气被导入到孔心阴极钽管2内，在反应部处与keeper壳体1进行高压电场作用启动并进入恒流模式进行空心阴极效应发射电子，由于在反应部处额外增加了一段钽管绝缘管4，即额外增加一段绝缘距离，使空心阴极钽管和keeper壳体有效放电面积减小，进而能够使空心阴极中和器点火工作能量全部作用在空心阴极钽管端口处，从而使点火引弧需要的能量降低，气体需求量也降低。
25.由于凹槽5的设计，能够进一步的提高空心阴极钽管与keeper壳体绝缘度，其原因在于，因为金属材料挥发一般具有直线传播的特征，这样钽管绝缘管表面高点部分会形成金属膜，但多个凹点处形成导电金属薄膜的可能性很小或者几乎没有，这样就提高了空心阴极钽管和keeper壳体的绝缘度，绝缘度提高将使中和器的使用寿命变成3倍左右，减少了维护清洁频率。
26.实施例2：本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图2、图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：在所述钽管绝缘管4上凹槽5设置有多级，在具体设计时可以根据实际情况设置3~8级，优选的为5级。
27.实施例3：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图2、图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：每一级所述凹槽5皆环钽管绝缘管4圆周内凹形成，且每一级所述凹槽5相互平行。
28.实施例4：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图2、图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：所述凹槽5的宽度大于等于凹槽5的深度，优
选的，凹槽5的宽度大于凹槽5的深度，且进一步的凹槽5的宽度与凹槽5的深度比为3：1。
29.实施例5：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图2、图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：所述凹槽5的深度与凹槽5底同钽管绝缘管4内壁之间距离间的比值为1：1~4，优选的凹槽5的深度与凹槽5底同钽管绝缘管4内壁之间距离间的比值为1：2.4。
30.实施例6：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图2、图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：所述钽管绝缘管4的长度占空心阴极钽管2反应部长度的2/3~3/4，优选的钽管绝缘管4的长度占空心阴极钽管2反应部的0.6。
31.实施例7：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图2、图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，特别采用下述设置结构：所述钽管绝缘管4采用陶瓷材料。
32.实施例8：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图2、图3所示，一种空心阴极离子源中和器钽管绝缘件结构，包括keeper壳体1、空心阴极钽管2及绝缘小陶瓷件3，在空心阴极钽管2的近绝缘小陶瓷件3的外壁上还设置有采用陶瓷材料的钽管绝缘管4，在钽管绝缘管4上设置有凹槽5，凹槽5在钽管绝缘管4上设置有5级，每一级凹槽5皆环钽管绝缘管4圆周内凹形成，且每一级所述凹槽5相互平行；其中，凹槽5的宽度与凹槽5的深度比为3：1，凹槽5的深度与凹槽5底同钽管绝缘管4内壁之间距离间的比值为1：2.4，钽管绝缘管4的长度占空心阴极钽管2反应部长度的0.6。
33.工作时，氩气被导入到孔心阴极钽管2内，在反应部处与keeper壳体1进行高压电场作用启动并进入恒流模式进行空心阴极效应发射电子，由于在反应部处额外增加了一段钽管绝缘管4，即额外增加一段绝缘距离，使空心阴极钽管和keeper壳体有效放电面积减小，进而能够使空心阴极中和器点火工作能量全部作用在空心阴极钽管端口处，从而使点火引弧需要的能量降低，气体需求量也降低。
34.由于凹槽5的设计，能够进一步的提高空心阴极钽管与keeper壳体绝缘度，其原因在于，因为金属材料挥发一般具有直线传播的特征，这样钽管绝缘管表面高点部分会形成金属膜，但多个凹点处形成导电金属薄膜的可能性很小或者几乎没有，这样就提高了空心阴极钽管和keeper壳体的绝缘度，绝缘度提高将使中和器的使用寿命变成3倍左右，减少了维护清洁频率。
35.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均在本发明的保护范围之内。