【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等离子体源，特别涉及一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源。
技术介绍
1、等离子体技术在新材料、材料改性、镀膜、化学工艺、新能源等方向的研究日渐深入，新兴产业的发展迫切需求大功率高密度稳态的等离子体。
2、在各种等离子体源中，级联弧等离子体源具有大束流，高密度，高辐射通量等特点，被广泛用于等离子体与材料的相互作用的基础问题，如材料的物理溅射和化学刻蚀、材料中氢和氦滞留/起泡问题、等离子体破裂对材料的影响模拟等。
3、现有技术中的级联弧等离子体源，由于级联弧等离子体源的起弧原理要求级联片为高导电性和高热导率材料，铜材作为性能优秀的材料，被用作级联片的制造，然而更是由于其出色的性能，等离子体通道内壁的铜材料非常容易被溅射出来，影响等离子体纯度，实际应用中，不纯净的等离子体中被溅射出来的铜原子，一部分附着在材料样品上，污染样品，另一部分在阴极的放电针尖上沉积生长，且随着铜材料被溅射、级联片的等离子体通道烧蚀越来越严重，影响等离子体源的使用寿命和安全，所以充分冷却级联片和避免等离子体通道内材料被溅射出来是获得纯净等离子体的关键。
4、另外，目前所用的级联弧等离子体源，存在起弧时等离子体不稳定的问题，这种情况也存在等离子体发射过程中，其主要原因为电离腔室的气压不稳定，气体密度不均匀，偶有“闪爆”现象出现,导致等离子体不稳定。
技术实现思路
1、本专利技术的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，以解决
2、一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，包括级联片、阴极座、设置于阴极座的阴极进气仓，以及设置于级联片的等离子体通道；
3、所述级联片内部设置有用于冷却等离子体通道的水冷通道，且所述等离子体通道设置有惰性环，所述阴极进气仓设置有进气孔。
4、作为本专利技术的进一步的方案：惰性环通过焊接方式设置于级联片中心的等离子体通道。
5、作为本专利技术的进一步的方案：惰性环的材质采用钨、钼、钽，或者钨、钼和钽的合金。
6、作为本专利技术的进一步的方案：级联片包括片体结构的两大面部，且所述两大面部设置有用于增加焊接强度的4个支撑点。
7、作为本专利技术的进一步的方案：水冷通道的冷却液流通顺序为，从级联片的大面一侧进入，经过围绕等离子体通道的圆柱形间隙进入到级联片的另一侧流出。
8、作为本专利技术的进一步的方案：阴极进气仓为环形空间结构。
9、作为本专利技术的进一步的方案：进气孔为密集小孔结构，且密集小孔沿着等离子体源轴线呈螺旋形分布。
10、与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：
11、采用上述的技术方案，通过设置耐高温的级联片和阴极进气仓；耐高温级联片基底材料为铜且等离子体通道内嵌有惰性环，级联片为中空水冷结构：冷却水进入到级联片内部以后，直接冷却等离子体通道，之后从级联片另一边出水；气体从环形阴极进气仓进入电离室。等离子体通道内的惰性环和特有的冷却方式使得级联片更耐高温，从而功率更高使得等离子体粒子通量更高。能有效解决现有级联弧等离子体源的部件易被烧蚀且等离子体不纯净的问题。
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1.一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，包括级联片、阴极座、设置于阴极座的阴极进气仓，以及设置于级联片的等离子体通道；
2.根据权利要求1所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述惰性环通过焊接方式设置于级联片中心的等离子体通道。
3.根据权利要求2所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述惰性环的材质采用钨、钼、钽，或者钨、钼和钽的合金。
4.根据权利要求2所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述级联片包括片体结构的两大面部，且所述两大面部设置有用于增加焊接强度的4个支撑点。
5.根据权利要求4所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述水冷通道的冷却液流通顺序为，从级联片的大面一侧进入，经过围绕等离子体通道的圆柱形间隙进入到级联片的另一侧流出。
6.根据权利要求1所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述阴极进气仓为环形空间结构。
7.根据权利要求1所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述进气孔为密集小孔结构
...【技术特征摘要】
1.一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，包括级联片、阴极座、设置于阴极座的阴极进气仓，以及设置于级联片的等离子体通道；
2.根据权利要求1所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述惰性环通过焊接方式设置于级联片中心的等离子体通道。
3.根据权利要求2所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述惰性环的材质采用钨、钼、钽，或者钨、钼和钽的合金。
4.根据权利要求2所述一种高纯净高稳定性级联弧等离子体源，其特征在于，所述级联片包括片体结构的两大面...
【专利技术属性】
技术研发人员：周海山，周卫云，杨鑫，刘皓东，罗广南，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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