一种电弧等离子炬发生器的制作方法

本实用新型属于cvd金刚石制造设备技术领域，特别是涉及一种电弧等离子炬发生器。

背景技术：

近年来，金刚石薄膜涂层的应用范围越来越广，市场需求日益增长，现有技术中，生产金刚石使用的方法为cvd(chemicalvapordeposition化学气相沉淀)技术，该技术中所使用的等离子炬是一种产生等离子体的装置，根据原理的不同，可以分为射频等离子炬和电弧等离子炬两种；

现有技术中，为了防止电弧在阴极和阳极之间内部引燃或回缩至电极之间内部放电，在电极之间增设隔离密封环，并通过在密封环上设置切向进气口使气体形成旋转气流，以扩大沉积面积，并提高沉积的均匀度，如中国专利cn104302082公开的一种用于化学气相沉积的等离子炬，该种结构下，由于隔离密封环的堵塞作用，大大限制了气体的进入量，降低了沉积效率，且隔离密封环在高温使用下可能会因老化等原因产生结构变形，使得隔离密封环底部的出气端结构发生变化，从而使得形成的旋转气流不稳定，从而导致沉积材料发生纯度降低等不良品质。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种电弧等离子炬发生器，气流通道内设置的气体分布盘，可以通过气流的推动旋转，起到阻隔的作用，并使得沉积气体形成极速的旋转气流，提高沉积的均匀度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电弧等离子炬发生器，包括气体分布器，所述气体分布器位于等离子炬发生器阴极和阳极之间的气流通道内，所述气体分布器包括内定位环、外定位环和均布于内定位环和外定位环之间的若干叶片；

所述内定位环的内侧壁与阴极下端的锥形斜面相匹配，所述外定位环的外侧壁与所述阳极的内侧壁相接，所述外定位环的底端与阳极下端向内延伸的出气环内顶面相接，若干所述叶片交错叠层分布形成环形叶轮结构，沿气体分布器的轴线旋转。

进一步地，所述内定位环的内侧壁上沿放射状设有若干内花键，所述阴极下端的锥形斜面上设有若干与内花键相匹配的键槽。

进一步地，所述外定位环的外侧壁上设有若干竖直的外花键，所述阳极的内侧壁上设有若干与外花键相匹配的键槽。

进一步地，所述外定位环的下端面上沿放射状设有若干底花键，所述阳极下端的出气环内顶面上设有若干与底花键相匹配的键槽。

进一步地，所述内定位环与叶片之间设有内轴承，外定位环与叶片之间设有外轴承。

进一步地，所述内定位环的外径与阴极的直径相同，所述内定位环的外环侧壁与阴极的环形侧壁相接。

进一步地，所述外定位环的顶部为外扩的弧面或斜面。

进一步地，所述内定位环的高度小于所述阴极下端的锥形斜面的高度。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

(1)该电弧等离子炬发生器，气体从气流通道穿过时，会带动若干叶片组成的叶轮结构进行旋转，对其上下两端的气流通道起到一定的隔离作用，可一定程度上防止电弧回缩至电极之间引发内部引燃放电。

(2)该电弧等离子炬发生器，叶轮对沉积气体起到布气的作用，使得喷出的气流更为均衡，气体沉积的均匀度更高。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的一种电弧等离子炬发生器剖面结构示意图；

图2为图1中a部分的放大图；

图3为本实用新型所述的一种电弧等离子炬发生器气体分布器俯视结构示意图；

图4为本实用新型所述的一种电弧等离子炬发生器气体分布器仰视结构示意图。

附图标记说明：

1-阴极；2-阳极；21-出气环；3-气体分布器；31-内定位环；311-内轴承；312-内花键；32-外定位环；321-外轴承；322-底花键；323-外花键；33-叶片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型：

如图1～图4所示，一种电弧等离子炬发生器，包括气体分布器3，该气体分布器3位于等离子炬发生器阴极1和阳极2之间的气流通道内，气体分布器3包括内定位环31、外定位环32和均布于内定位环31和外定位环32之间的若干叶片33，若干叶片33交错叠层分布形成环形叶轮结构，沿气体分布器3的轴线旋转，为了减小叶片33旋转的摩擦力，内定位环31与叶片33之间设有内轴承311，外定位环32与叶片33之间设有外轴承321；

叶片33在极速旋转过程中，自身会形成动态的幕墙，对其下方的电弧形成隔绝作用，防止电弧回缩至电极之间引发内部引燃放电，同时，由于叶片33的厚度小于现有技术中的隔离密封环，其对沉积气体的阻挡作用要小于隔离密封环，且极速旋转的气流对沉积气体进行再分布，提高了沉积气体的均衡性和电弧的稳定性，使得气体沉积的均匀度更高；

为了限定气体分布器3位置，内定位环31的内侧壁与阴极1下端的锥形斜面相匹配，外定位环32的外侧壁与阳极2的内侧壁相接，外定位环32的底端与阳极2下端向内延伸的出气环21内顶面相接，气体分布器3通过阴极1下端的锥形斜面和出气环21内顶面限定其纵向位置，通过阴极1下端的锥形斜面和阳极2的内侧壁限定其周向位置；

为了减少内定位环31和外定位环32对沉积气体的阻挡作用，保证气体流通的通畅度，内定位环31的外径与阴极1的直径相同，内定位环31的外环侧壁与阴极1的环形侧壁相接，使得内定位环31外壁沿阴极1侧壁向下延伸，保持外形的一致性，避免对气流造成干扰，且外定位环32的顶部为外扩的弧面或斜面，避免凸出的外定位环32导致气体形成紊流；

为了减少阴极1与阳极2尖端之间产生的电弧对内定位环31的直接接触，内定位环31的高度小于所述阴极1下端的锥形斜面的高度，减少电弧产生的高温对内定位环31的损伤程度，延长内定位环31的使用寿命；

为了提高气体分布器3位置的稳定性，可通过设置花键和键槽来进一步提高其稳定性，例如，在内定位环31的内侧壁上沿放射状设有若干内花键312，并在阴极1下端的锥形斜面上设有若干与内花键312相匹配的键槽；或者在外定位环32的外侧壁上设有若干竖直的外花键323，在阳极2的内侧壁上设有若干与外花键323相匹配的键槽；或者在外定位环32的下端面上沿放射状设有若干底花键322，并在阳极2下端的出气环21内顶面上设有若干与底花键322相匹配的键槽，实际使用中，可对上述花键结构进行选择使用或组合使用，以达到最佳使用效果。

注：文中未经明确说明的固定方式，根据需要可选用螺纹连接、粘接或焊接等常见的固定连接方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。