强流金属离子注入机MEVVA100
来源: 教育部科技发展中心 发布时间: 2005-08-01 访问次数:
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成果名称:强流金属离子注入机MEVVA100
申请单位:北京师范大学
成果编号:鉴字 [ 教SW2005 ]第 031号
鉴定日期:2005年7月2日
学科:机械 (10)、电力电机(11)和 材料 (16)
成果简介:
本成果为一种强流金属离子注入机,属于带电粒子加速器。主要应用领域为材料表面加工,包括金属工具、零件、部件的表面强化,以及非金属材料的表面强化和金属化等,是一种新型的材料表面性能增强装备。
本成果的核心技术是MEVVA源技术,即金属蒸汽真空弧离子源技术。它的 原理是:利用真空中的电弧在金属电极表面产生高温,使表面金属蒸发,形成高密度的等离子体。金属等离子体在几万伏外加电场加速下获得很高能量,以高速轰击到真空靶室内的加工工件表面,产生能量和质量沉积,使材料表面发生形态、成分和微结构的变化,达到增强材料表面功能,如增加硬度、增强韧性、减少摩擦、抵抗腐蚀等目的。本成果提供了为这一目的实现工业规模加工生产的装置。
100型MEVVA源离子注入机整机主要由靶室、抽气系统、靶盘、离子源和控制系统组成。MEVVA100型离子源是该注入机的核心部件,由金属等离子体形成区和束流引出区两部分组成,具有离子束流强、种类多、纯度高、电荷态高、引出电压高、引出面积大等特点。MEVVA100型强流金属离子注入机采用高占空比、大引出面积、凸形高透过率引出电极等新技术,进一步增加了引出束流强度,扩大了注入面积。同时采用了倾斜注入方式结合靶盘公转、自转与定位自转,可以在大面积上实现均匀注入。该机达到的主要技术指标是:单源离子束流强度达到105-120毫安,(脉宽2.8 ms,脉冲重复率 50 Hz)。靶盘平面上束径大于 F 800 mm。每个F 800 mm靶盘上注入面积大于 5000平方厘米。共有4个F 810 mm的靶盘和4个F 320 mm的靶盘。真空靶室中一次处理总面积超过24,000平方厘米。结合靶盘公转自转与定位自转注入,在靶盘平面上F 800 mm内可以得到不均匀度 ≤ + 8 %。本机采用2米直径的巨型真空靶室,可以适用于多种尺寸的工件,真空系统全自动化,具有大口径高真空阀门,处理能力强,效率高,适合工业化规模批量生产的要求。
本机完全由研制单位设计、制造、组装和调试,主要配件由国内加工,具有完全的自主知识产权。本机设计合理、结构紧凑,操作简单,运行稳定。是目前世界上单源束流功率最大的金属离子注入机,处于国际先进水平。
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