專利名稱：一種等離子體聚合處理裝置的電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電極，尤其是用于等離子體聚合處理裝置中的電極。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的等離子體聚合處理裝置中，其電極通常為金屬、高分子、石墨等材料，進(jìn)行表面處理時(shí)，使材料的表面形成介質(zhì)或新的鍍膜，以達(dá)到在等離子體聚合反應(yīng)處理裝置中，材料的壽命加倍。一般地，采用放電等離子體加工方法，處理金屬板等材料的表面，形成具有硬度、耐磨耗性的漆包層，形成漆包層的產(chǎn)品可制做磁盤、光盤、超硬制工具。而且，鋼板表面形成的鍍膜，若進(jìn)行等離子體加工處理，則會(huì)獲得具有硬質(zhì)化、耐久性、耐蝕性等的鍍膜鋼板。
現(xiàn)有的等離子體聚合反應(yīng)處理裝置，如專利WO 99/28530中的裝置，見圖1，其構(gòu)成包括真空反應(yīng)室20；上述反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置的電極4；調(diào)節(jié)上述真空反應(yīng)室壓力的啟動(dòng)葉輪泵5和啟動(dòng)計(jì)量泵6；測定真空度的計(jì)量儀表熱電偶表7和電離子儀表8；給上述電極供給電壓的電源40。需要表面處理的材料4a周圍，注入反應(yīng)性氣體調(diào)節(jié)裝置9和注入如氮?dú)獾姆欠磻?yīng)性氣體調(diào)節(jié)裝置10。放入表面處理的材料4a到真空反應(yīng)室20，啟動(dòng)葉輪泵5，反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制，約為10-6Torr左右的真空，通過熱電偶表7確認(rèn)后，啟動(dòng)計(jì)量泵6，用電離子儀表8確認(rèn)，使反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制達(dá)到約為10-6Torr左右的真空程度。材料相對電源40而言，若區(qū)分陽極的位置，則反方向的電極4接地。反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制到一定的真空后，在所需位置周圍依次注入反應(yīng)性氣體和非反應(yīng)性氣體，上述氣體混合比例通過熱電偶的壓力調(diào)節(jié)，真空反應(yīng)室內(nèi)的壓力維持到一定程度后，通過直流或高頻進(jìn)行放電。由直流或高頻進(jìn)行放電引起的等離子體反應(yīng)室內(nèi)，上述氣體的分子鍵被分離，被分離的分子鏈和活化的陽離子和陰離子相結(jié)合，在需要處理的材料表面形成聚合物質(zhì)。
等離子體聚合反應(yīng)，由于施加了高電壓，反應(yīng)氣體的和反應(yīng)的離子碰撞，導(dǎo)致電極發(fā)生火花放電，增加對電極的腐蝕，進(jìn)而縮短電極的壽命，不能進(jìn)行良好的表面處理。而且，上述現(xiàn)有等離子體聚合反應(yīng)處理裝置，一般地具有圖2所示板型的電極。板型的電極進(jìn)行直流放電時(shí)，電極因具有一定面積的板型形狀，放電時(shí)電流的電荷量就集中在電極邊緣。此時(shí)，電極的邊緣容易形成聚合放電，氣體碳化，但是，電極的中央部分不容易形成碳化。由于電極面積的位置不同，發(fā)生碳化的程度互不相同，由于電極的均一性差，在反應(yīng)室內(nèi)的放電也不穩(wěn)定，導(dǎo)致電弧發(fā)生程度越深，等離子體聚合處理的產(chǎn)品質(zhì)量也就越差。
而且，在等離子體聚合處理裝置連續(xù)綜合處理帶型金屬材料時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率，電極的面積應(yīng)較大，一但面積較大的話，電極部位的電流密度發(fā)生差異，其鍍膜均一性就會(huì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在等離子體聚合處理裝置中電極的火花放電低，碳化均一性好的電極。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種等離子體聚合處理裝置的電極，用于材料表面進(jìn)行聚合處理的等離子體聚合反應(yīng)處理裝置中，其特征在于電極材料為金屬鈦，電極形狀為網(wǎng)型形狀。
等離子體聚合處理裝置的電極，只有使用火花放電較小的電極材料，聚合處理時(shí)，火花放電才不發(fā)生；電極構(gòu)造作成網(wǎng)型，電荷就不會(huì)集中于某一處，電流密度也可均一。放電時(shí)，即使發(fā)生電極碳化，也會(huì)提供控制均一性的等離子體聚合反應(yīng)處理的電極。特別是，上述電極的材料中，具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度、耐腐蝕性優(yōu)良，高溫狀態(tài)下也不變形的硬金屬鈦是優(yōu)選。
在等離子體加工聚合時(shí)，不僅是等離子體聚合反應(yīng)處理的材料發(fā)生反應(yīng)，電極也發(fā)生等離子體聚合反應(yīng)，經(jīng)過連續(xù)使用一定時(shí)間，在電極上形成的聚合物質(zhì)就會(huì)發(fā)生碳化，若繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)，就會(huì)反復(fù)發(fā)生聚合碳化。等離子體聚合反應(yīng)處理時(shí)，使用的電極若為銅，板型為一般形狀，若板型金屬作為電極使用，施加直流電源時(shí)，因電流的電荷量很多聚集在電極邊緣，電極邊緣已聚合反應(yīng)的鍍膜就會(huì)很容易地發(fā)生碳化，而在電極中央則不會(huì)發(fā)生鍍膜碳化，此種電極的不均一性會(huì)造成放電的不穩(wěn)定性，特別是，嚴(yán)重發(fā)生電弧，已聚合處理的產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)降低。
為了解決上述問題，采用網(wǎng)型形態(tài)的電極，以控制均一性，而且，電極部位的電流密度、碳化程度等變?yōu)榫?，等離子體聚合反應(yīng)處理的產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。但是，網(wǎng)型形狀構(gòu)造的電極，在等離子體聚合反應(yīng)處理時(shí)，也會(huì)由于電離子的沖撞而出現(xiàn)火花放電，為此，本發(fā)明使用上述網(wǎng)狀的電極構(gòu)造及降低火花放電的金屬鈦，消除火花放電，更好地提高了等離子體聚合反應(yīng)處理的產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明的網(wǎng)型金屬鈦電極，在等離子體聚合反應(yīng)處理裝置中使用，在放電時(shí)，即使電極發(fā)生碳化，仍可以控制均一性及高質(zhì)量的等離子體附著可能，而且，因碳化物較少而不必消除碳化物，以達(dá)到長時(shí)間使用的目的。特別是，電極選用金屬鈦時(shí)，與其他材料電極比較，火花放電較低，產(chǎn)品取得良好的表面處理。


圖1為專利WO 99/28530的等離子體聚合處理反應(yīng)裝置示意圖；圖2為專利WO 99/28530中使用的板型電極平面示意圖；圖3a為作為電極材料的各種金屬火花放電示意圖；圖3b為電極使用Cu和Ti時(shí)，利用頻譜阻抗評(píng)價(jià)耐腐蝕性能結(jié)果的圖表；圖4a為本發(fā)明電極以鈦為材料，構(gòu)造為3×6mm的網(wǎng)型電極示意圖；圖4b為圖4a上圖示的電極使用20小時(shí)后的狀態(tài)示意圖。
圖中4電極；4a表面處理的材料；5啟動(dòng)葉輪泵；6啟動(dòng)計(jì)量泵；7熱電偶表；8電離子表；9反應(yīng)性氣體調(diào)節(jié)裝置；10非反應(yīng)性氣體調(diào)節(jié)裝置；20真空反應(yīng)室；40電源；R阻抗。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明等離子體聚合處理裝置的電極做進(jìn)一步的詳細(xì)說明圖3a是作為電極材料的各種金屬相關(guān)的火花放電示意圖。與圖3a一起和其他金屬比較，可知鈦的火花放電較低。鈦因?yàn)槭怯步饘?，質(zhì)量輕，其硬度、耐蝕性方面優(yōu)選，尤其高溫狀態(tài)，沒有熱變形。圖3b是為評(píng)價(jià)銅及鈦的耐腐蝕性能，經(jīng)過頻譜阻抗進(jìn)行分析的結(jié)果示意圖，鈦與銅比較，鈦性能好，同時(shí)，在電極材料使用鈦情況下，火花放電降低。
圖4a與圖4b是鈦的電極為網(wǎng)型形狀，其中，顯示網(wǎng)孔大小為3*6mm并如圖4a所示的等離子體聚合反應(yīng)處理前的電極，如圖4b等離子體聚合反應(yīng)連續(xù)20分鐘后的電極；在圖4b上，可見的碳化物均一地形成，即使不消除碳化物，也可長時(shí)間使用，即鈦的電極作成網(wǎng)狀，可提高等離子體聚合反應(yīng)處理的產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求
1一種等離子體聚合處理的電極，用于材料表面聚合處理裝置中，其特征在于電極材料是鈦，電極的形狀是網(wǎng)型形狀。
全文摘要
本發(fā)明是提供與等離子體聚合處理裝置相關(guān)的電極，本發(fā)明等離子體聚合處理裝置的電極是金屬鈦，電極形狀為網(wǎng)型，在聚合反應(yīng)時(shí)，使用鈦?zhàn)鳛樯鲜鲭姌O的材料，以防發(fā)生火花放電；上述電極構(gòu)造因碳化物形成較少，所以使用時(shí)間較長；電極采用網(wǎng)型，電極上的電荷不會(huì)集中在某個(gè)區(qū)域，因此電流密度形成均一的網(wǎng)型構(gòu)造；電極放電時(shí)，即使形成碳化也能保持均一性，這樣，不僅提高等離子體聚合處理產(chǎn)品的質(zhì)量，而且提供了高質(zhì)量的等離子體附著可能。
文檔編號(hào)C23C16/44GK1412339SQ0113636
公開日2003年4月23日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月12日
發(fā)明者鄭永萬 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司