Установка для ионной имплантации «ВИТА» (принципиальная схема изображена на рис. 25) была разработана в лаборатории ионной бомбардировки института атомной энергии имени И.В. Курчатова и изготовлена на ПО «Молния».
Рисунок 25. Принципиальная схема установки «ВИТА» для ионной имплантации
1- система водяного охлаждения; 2- система газонапуска; 3- система питания ионного источника; 4- вакуумная система; 5- система подачи детали; 6,7- системы питания плазменных ускорителей ПУ1 и ПУ2; 8- азотная система; 9- пульт управления.
2.1.Назачение
Установка предназначена для обработки деталей машин и механизмов, режущего, штамповочного и мерительного инструмента методом ионной имплантации, с целью увеличения их износостойкости, коррозионной стойкости, повышению стойкости к усталостному разрушению, придания им антифрикционных свойств.
В основе принципа действия лежит метод ионной имплантации, заключающейся в облучении изделий ионным потоком различных элементов заданной энергии и интенсивности, выбираемых в зависимости от задачи получения необходимых свойств обрабатываемой поверхности.
В установке предусматривается применение различных модификаций ионных источников, позволяющих получать интенсивные пучки ионов многих химических элементов и соединений.
В состав включаются мощные источники заряженных частиц низких энергий – плазменные ускорители.
Предусматривается дополнительная возможность обработки поверхности деталей за счет распыления плазменным пучком материала различных мишеней, нанесения различных покрытий, чистка изделий и сочетание этих процессов в зависимости от заданной технологии.
По устойчивости и климатическим воздействиям установка относится к изделиям исполнения УХЛ категория 4.1. ГОСТ 15150-89.
По нормам радиационной безопасности установка относится к группе устройств работающих с закрытыми источниками ионизирующих излучений. Ускоряющее напряжение до 50 кВ, ток ускоренных ионов до 50 мА.
2.2. Технические данные установки «ВИТА».
1. Суммарный ток ускоренных ионов:
- ионного источника, мА……………………………………………5-20
- плазменных ускорителей, А……………………………………….0,8-2
- ток разряда плазменных ускорителей, А………………………….2-5
2. Энергия имплантируемых ионов:
- ионного источника, кэВ……………………………………………до 30
- плазменных ускорителей, эВ…………………………………..250-350
3. Размер зоны обработки ионным пучком, мм…………………110х250
4. Давление в рабочей камере:
- при работе ионного источника, Па………..6,65х10-3 – 1,33х10-3
- при работе плазменных ускорителей (Па)……….1,33х10-1 – 1,33х10-2
5. Расход газа:
- ионным источником, м3/с……………………….…………..до 0,5х10-6
- плазменным ускорителем, м3/с……………………….……..до 1х10-6
6. Одновременная работа ионного источника и плазменных ускорителей ……………………………………………………не предусмотрено
7. Напряжение питания установки, В…………………………………380
8. Подводимая мощность при монтаже установки, кВт………………25
9. Охлаждение…………………………………замкнутое двух контурное
10. Число рабочих позиций обрабатываемых деталей, шт……………24
11. Диаметр зажима, мм…………………………………………………..9
12. Расход жидкого азота, л/ч…………………………………………….5
13. Габариты, мм…………………………………………4275х4230х2600
14. Масса, кг…………………………………………………………6500
2.3. Описание устройства и работы установки
Имплантер представляет собой вакуумный объем, на фланце которого установлен ионный источник И, предназначенный для имплантации ионами азота, аргона, метана, углекислого газа, хрома, меди, иттербия, диспрозия и др., при ускоряющем напряжении до Е= 30 кэВ. Имплантер «ВИТА» (рис) состоит из следующих основных блоков: камеры ионного источника; рабочей камеры; экстрактора ионов; ускорителя ионов; тигель; приемного устройства, для установки обрабатываемых деталей. В случае имплантации рабочего вещества в газообразном состоянии за место тигля устанавливают систему напуска газа.
Рисунок Схема имплантера «Вита»
1 - нить накала (катод); 2 - анод; 3 - газоразрядная камера; 4 - кожух источника; 5, 6 - магнит; 7, 8 - система электростатических линз; 9 - токопроводящая термопара; 10 - шторка; 11- электродвигатель; 12 - карусель; 13 - обрабатываемые детали; 14, 15 - паромаслянные насосы; 16, 17 - механические насосы; 18, 19, 20 - вакуумные затворы; 21-тигель.
В состав установки входят следующие элементы:
- вакуумная система, обеспечивающая рабочее давление в рабочей камере и зоне ионного источника;
- система водяного и азотного охлаждения;
- система газона пуска для питания рабочим газом ионного источника, плазменных ускорителей и продувки вакуумного объема газообразным азотом;
- система электропитания ионного источника и плазменных ускорителей;
- система подачи обрабатываемых деталей в зону обработки;
- система измерения и стабилизации параметров ионного и плазменных пучков;
- тигель, для образования паров твердого рабочего вещества.
В состав каждой системы входят набор датчиков и исполнительных устройств, необходимых для контроля и регулирования соответствующих элементов и параметров имплантера.
Ионный источник (рис) является
устройством, в котором генерация ионов происходит в дуговом разряде с
накаленным катодом. Ионизация 
Рисунок Схема работы ионного источника
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
