專利名稱：絕緣材料零部件等離子體注入方法及其注入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對絕緣材料零部件的離子注入方法及注入裝置。
背景技術(shù)：
絕緣材料零部件在工業(yè)中已經(jīng)得到廣泛應用，如玻璃制品、陶瓷制品、聚合物制品等。為了獲得特定的表面特性，如較高的耐磨性、韌性、硬度、導電性等，表面需要處理。離子注入已經(jīng)證明是一種有效的絕緣材料表面改性方法。但傳統(tǒng)的離子注入如果注入面積較大則需要掃描，而且對于非平面零部件則需要對工件臺進行操作以便于被注入表面正對著離子源，否則注入深度下降、濺射效應增加。為了提高處理效率、操作簡便以及降低設(shè)備成本，一種離子注入的變種等離子體浸沒離子注入技術(shù)于上世紀80年代發(fā)明。該技術(shù)是將被處理工件放置在真空室內(nèi)，利用外部等離子體源產(chǎn)生所需要的等離子體，然后在工件上施加一定脈沖形狀的負偏壓，這樣等離子體中的電子就會被排斥、離子獲得加速注入到工件當中。這樣的技術(shù)優(yōu)勢是可以處理大的面積同時工件臺也無需操作即可獲得各個表面的離子注入。但獲得這樣注入的條件是工件需要導電，對于絕緣材料電位無法施加，注入就很難實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種針對絕緣材料使用的可以對較大面積零部件進行離子注入的絕緣材料零部件等離子體注入方法及其注入裝置，絕緣材料零部件等離子體注入方法，設(shè)置在真空室2內(nèi)的絕緣材料零部件1，真空室2與等離子體源3相通，在絕緣材料零部件1的外部設(shè)置接脈沖高壓電源負極的金屬條4或金屬筒柵5，控制金屬條4或金屬筒柵5與絕緣材料零部件1之間的相對旋轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)絕緣材料零部件等離子體的注入。一種絕緣材料零部件等離子體注入裝置，它包括與等離子體源3連通的真空室2，真空室2內(nèi)設(shè)置有絕緣材料零部件1，所述絕緣材料零部件1置于工件臺7上，該工件臺7通過動密封與外部的電機軸8相連，在所述絕緣材料零部件1的周圍固定有金屬條4或金屬筒柵5，該金屬筒柵5只有經(jīng)線沒有緯線，所述金屬條4或金屬筒柵5與脈沖高壓電源負極相連。另一種絕緣材料零部件等離子體注入裝置，它包括與等離子體源3連通的真空室2，真空室2內(nèi)設(shè)置有絕緣材料零部件1，所述絕緣材料零部件1固定在真空室2的內(nèi)部，在絕緣材料零部件1的周圍設(shè)有金屬條4或金屬筒柵5，所述金屬條4或金屬筒柵5與脈沖高壓電源負極相連，并且金屬條4或金屬筒柵5通過動密封與外部的電機軸8相連。本發(fā)明的裝置及方法可以處理較大面積的絕緣材料零部件，該處理方法效率高，效果好，所得產(chǎn)品無瑕疵；本發(fā)明的處理裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，且使用方便，利于推廣應用。


圖1是具體實施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實施方式
三的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實施方式
四的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是具體實施方式
五的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一絕緣材料零部件等離子體注入方法，將絕緣材料零部件1設(shè)置在真空室2內(nèi)，真空室2與等離子體源3相通，在絕緣材料零部件1的外部設(shè)置接脈沖高壓電源負極的金屬條4或金屬筒柵5，控制金屬條4或金屬筒柵5與絕緣材料零部件1之間的相對旋轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)絕緣材料零部件等離子體的注入。本發(fā)明核心是在柱狀絕緣零部件表面附近獲得等效的負電位來吸引等離子體中的離子來促成注入效應。
具體實施方式
二參照圖1，本實施方式絕緣材料零部件等離子體注入裝置，它包括與等離子體源3連通的真空室2，真空室2內(nèi)設(shè)置有柱狀絕緣材料零部件1，所述柱狀絕緣材料零部件1置于工件臺7上，該工件臺7通過動密封與外部的電機軸8相連，在所述絕緣材料零部件1的周圍固定有金屬條4，金屬條4與絕緣材料零部件1的軸線平行，并且金屬條4與脈沖高壓電源負極相連。
具體實施方式
三參照圖2，本實施方式與具體實施方式
二不同之處在于，所述金屬條4由金屬筒柵5代替，金屬筒柵5為圓筒狀，圓筒狀金屬筒柵5套在柱狀絕緣材料零部件1的外面，并且它的軸線與柱狀絕緣材料零部件1的軸線重合，該金屬筒柵5只有經(jīng)線沒有緯線。
通過電機的轉(zhuǎn)動可以形成絕緣工件與導電圓柱金屬筒柵的相對轉(zhuǎn)動。當高壓脈沖施加在金屬柵網(wǎng)時，等離子體中的離子就會受到柵網(wǎng)副電位的影響飛向柵網(wǎng)，由于柵網(wǎng)有較大的空隙，多數(shù)離子就會通過柵網(wǎng)縫隙飛過柵網(wǎng)注入到內(nèi)部的絕緣材料工件。但此時會留下金屬柵網(wǎng)造成的陰影效應，即離子注入劑量不均勻。為此需要絕緣材料工件與金屬柵網(wǎng)的相對轉(zhuǎn)動，這樣陰影效應就會消失。為了減少充電效應對注入能量的影響，需要脈沖工作方式，以便于在脈沖高壓間歇時段，等離子體中的電子對絕緣材料工件表面的充電進行放電。另外，為了減少充電效應影響，注入脈沖不宜過長。
具體實施方式
四參照圖3，本實施方式包括與等離子體源3連通的真空室2，真空室2內(nèi)設(shè)置有絕緣材料零部件1，所述絕緣材料零部件1為柱狀，柱狀絕緣材料零部件1固定在真空室2的內(nèi)部，在絕緣材料零部件1的周圍設(shè)有金屬條4，金屬條4與柱狀絕緣材料零部件1的軸線平行，所述金屬條4與脈沖高壓電源負極相連，并且金屬條4通過動密封與外部的電機軸8相連。
具體實施方式
五參照圖4，本實施方式與具體實施方式
四不同之處在于，金屬條4由金屬筒柵5代替，金屬筒柵5為圓筒狀，圓筒狀金屬筒柵5套在柱狀絕緣材料零部件1的外面，并且圓筒狀金屬筒柵5的軸線與柱狀絕緣材料零部件1的軸線重合，前述圓筒狀金屬筒柵5只有經(jīng)線沒有緯線。
權(quán)利要求
1.一種絕緣材料零部件等離子體注入方法，它包括設(shè)置在真空室(2)內(nèi)的絕緣材料零部件(1)，真空室(2)與等離子體源(3)相通，在絕緣材料零部件(1)的外部設(shè)置接脈沖高壓電源負極的金屬條(4)或金屬筒柵(5)，其特征在于控制金屬條(4)或金屬筒柵(5)與絕緣材料零部件(1)之間的相對旋轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)絕緣材料零部件等離子體的注入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣材料零部件等離子體注入方法，其特征在于所述絕緣材料零部件(1)為柱狀，在柱狀絕緣材料零部件(1)的外面設(shè)置的金屬條(4)與其軸線平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣材料零部件等離子體注入方法，其特征在于所述絕緣材料零部件(1)為柱狀，在柱狀絕緣材料零部件(1)的外面套有圓筒狀金屬筒柵(5)，該金屬筒柵(5)只有經(jīng)線沒有緯線，并且圓筒狀金屬筒柵(5)的軸線與柱狀絕緣材料零部件(1)的軸線重合。
4.一種絕緣材料零部件等離子體注入裝置，它包括與等離子體源(3)連通的真空室(2)，真空室(2)內(nèi)設(shè)置有絕緣材料零部件(1)，其特征在于所述絕緣材料零部件(1)置于工件臺(7)上，該工件臺(7)通過動密封與外部的電機軸(8)相連，在所述絕緣材料零部件1的周圍固定有金屬條(4)或金屬筒柵(5)，該金屬筒柵(5)只有經(jīng)線沒有緯線，所述金屬條(4)或金屬筒柵(5)與脈沖高壓電源負極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕緣材料零部件等離子體注入裝置，其特征在于所述絕緣材料零部件(1)為柱狀，在柱狀絕緣材料零部件(1)的外面設(shè)置的金屬條(4)與其軸線平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕緣材料零部件等離子體注入裝置，其特征在于所述絕緣材料零部件(1)為柱狀，在柱狀絕緣材料零部件(1)的外面套有圓筒狀金屬筒柵(5)，該金屬筒柵(5)只有經(jīng)線沒有緯線，并且圓筒狀金屬筒柵(5)的軸線與柱狀絕緣材料零部件(1)的軸線重合。
7.一種絕緣材料零部件等離子體注入裝置，它包括與等離子體源(3)連通的真空室(2)，真空室(2)內(nèi)設(shè)置有絕緣材料零部件(1)，其特征在于所述絕緣材料零部件(1)固定在真空室(2)的內(nèi)部，在絕緣材料零部件(1)的周圍設(shè)有金屬條(4)或金屬筒柵(5)，所述金屬條(4)或金屬筒柵(5)與脈沖高壓電源負極相連，并且金屬條(4)或金屬筒柵(5)通過動密封與外部的電機軸(8)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的絕緣材料零部件等離子體注入裝置，其特征在于所述絕緣材料零部件(1)為柱狀，在柱狀絕緣材料零部件(1)的外面設(shè)置的金屬條(4)與其軸線平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的絕緣材料零部件等離子體注入裝置，其特征在于所述絕緣材料零部件(1)為柱狀，在柱狀絕緣材料零部件(1)的外面套有圓筒狀金屬筒柵(5)，該金屬筒柵(5)只有經(jīng)線沒有緯線，并且圓筒狀金屬筒柵(5)的軸線與柱狀絕緣材料零部件(1)的軸線重合。
全文摘要
絕緣材料零部件等離子體注入方法及其注入裝置，涉及一種對絕緣材料零部件的離子注入方法及注入裝置。傳統(tǒng)的等離子體注入的條件是工件能夠?qū)щ?，對于絕緣材料無法注入。本發(fā)明的注入方法，是在絕緣材料零部件(1)的外部設(shè)置接脈沖高壓電源負極的、可與絕緣材料零部件相對旋轉(zhuǎn)的金屬條(4)或金屬筒柵(5)。本發(fā)明的注入裝置，絕緣材料零部件(1)通過動密封與電機軸(8)相連，在所述絕緣材料零部件(1)的周圍固定有金屬條(4)或金屬筒柵(5)；另一種裝置，在絕緣材料零部件(1)的周圍設(shè)有與電機軸(8)相連的金屬條(4)或金屬筒柵(5)。本發(fā)明的裝置及方法可以處理較大面積的絕緣材料零部件，該處理方法效率高，效果好；本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，利于推廣應用。
文檔編號C23C14/48GK1603460SQ20041004401
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者田修波, 楊士勤 申請人:哈爾濱工業(yè)大學