JPS59205190A - 真空容器内で被加熱物を加熱する方法およびこの方法を実施するための装置 - Google Patents
真空容器内で被加熱物を加熱する方法およびこの方法を実施するための装置Info
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- JPS59205190A JPS59205190A JP59079302A JP7930284A JPS59205190A JP S59205190 A JPS59205190 A JP S59205190A JP 59079302 A JP59079302 A JP 59079302A JP 7930284 A JP7930284 A JP 7930284A JP S59205190 A JPS59205190 A JP S59205190A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
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- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、真空容器の中で被加工物を加熱する方法に関
する。このような方法ｒよ、コーティング技術筐たはイ
オン処理技術と関連して、たとえば、脱ガス、ろう付け
、規結、焼き入れ等に使用されている。従来公知の真空
熱処理炉でＶｉ、被加熱物は、たとえば、加熱面により
取り囲ぼれていて、・廟射１だに熱伝導により被加熱物
に加熱面力・ら熱全伝達するよう構成されている。導電
性の被加熱物に誘起でれた電流により被加熱物自身を加
熱することもできる。いわゆる異常放電の４合、カソー
ド表面全体ケ均一に２２９グロー放電を熱源として使用
することも公知であり、この方法によればカソードとし
て４ｕ続でれた検力０熱物を均一に加熱することかでき
る。 ざらに、ｍｍすべき金属のごとき被加熱物を電子を・当
てることにより真空中で加熱することも公知である。し
かし、この方法の場合、被加熱物上で所要の１１′、ｌ
Ｘ度分布が得られるよう幾何学的に特殊なやり方でａ！
、子供給源を配置しなければならない。 通常、周囲Ｖｒ−関し太きい１１□１１度差でもって局
部的に狭く１≦；〈定された個所を加熱するため電子を
当てる−ようになっているか、′電子ビームを焦点あわ
せすることか容易であるので、電子ビームを使用するこ
とか好２角してい仁。 電子鞘当て合ことにより加熱會行なう特殊な形態の１つ
は１１８：電圧アークにより加熱７行なうことである。 グロー放′屯により電子全放出する高温カソードとアノ
ードの間に生じるガス放電はこの明細内の・庫囲内では
低電圧アークの範鳴に言められてい４）（この」勿合、
ガス放電によるだけでカソードを電子放出温度に保持す
るのか、あるいＣＪカノードを補足的に加熱するかはと
るにたらないことである）。たいていの場合、ブことえ
は、開口をへて真空容器と連通している中空カソードの
墾所または特殊な高説カソード室の中に櫂ガス・頑が吹
き込１れる。中空カソードまたは高温カッ−ド室から開
口を通って容器の中に（はいったプラズマを磁場の力に
より結束させるのが一般的である。中心線が磁場の領域
線に合致している螺椀軌１篇上を電子が移動する。この
種の装置構成はスイス特５／Ｉ−第６３１．７４３号と
、米国特許第３，２１０，４５４号と第４．１．９７，
１．７５号と第３．５６２．１４．１号より公知である
。被＠解物の万に向ききめされた磁気的に結束されてい
る低電圧アークを用いてアノードとして接続された被溶
解物を加μ４〜すること力・これらの特許に記載されて
いる。周囲に関して大きい温度差でもって局部的に限定
され／こ高）晶個所を加熱するために低電圧アークを使
用することもできる。 プラズマ・ビームを被加熱物に向ききめするのではなく
、プラズマが延在する（ｉＲ力線を被カロ熱ζ勿に沿っ
て誘導し、被加熱物の表面を均一に力り熱することもす
でに提案されている。しかし、多くの場合、被加熱物上
にＳけ６／々ワ一密度（Ｗ／鑞２）か十分でないこと、
すなわち、何時間もかけ’７ｚ（１）と被加熱物を所要
温度に昇温させることができないことがしばしくｄ：で
あり、（真空蒸着装置のように）高価な生産設備の場合
、経済的に非電に不利であることが明らかＶＣｉれでい
る。そのｔ１力１、イ氏電圧アーク故７１のアノードに
付加される／）０ワーを意の１１に尚めることかできな
いことも明らかにをれている。ｆｆｐらの慣習とコスト
上の理山力・らこれまで中性の残留ガス雰囲気としても
っばらアルゴンか（小用されているが、電極の配置ｔに
より若干の違いがあっても、パワーを高めるため、アル
ゴンｒ１史川した低電圧アーク放電の電流密度’ｋ 一
定の限界を越えて高めることはできなＧ）。そのｅｌか
、放゛１Ｆもか不安定になり、広い周波数領域でとりわ
け尚周波振動を発生する傾向があることも明らか（ｌｃ
さイ１ている。このような傾向は許容でれな（、＞もの
であり、このため高１曲なｇ蔽措１よを１１にしること
が必要である。 したがって、本発明の目的は、低、Ｉ、：圧アークによ
り真空のもとに被加熱物全加熱する方法であって、比較
的小さい直径の焦点上に低電圧アークのパワーを限定す
る必要がなく、被加熱物の表面に従来より大幅に高いパ
ワー密度を確保し、もって従来より格段に早い加熱を行
なうことかでそ合方法を提供することである。容器の中
に配置ｌ￥きれたアノードと、開口をへて容器と連通し
ているカッ〜ド室の中に設けられた高感のカソードとの
間で残留ガス雰囲気の中に保持されていロイ１底気的に
結束された低電圧アーク放電にもとづいて発生した電子
を被加熱物に当てることにより真空容器の中で被加熱物
を加熱する本発明に係る方法は、残留ガス雰囲気がヘリ
ウム及び／またはネオンより成ることを特徴としている
。 被加熱物をできるだけ均一に加熱するため、カソード室
と容器の間の開口を通過する（丑力線か被加熱物に当た
らないよう形成された磁場を、加熱の間、保持すること
が推奨されている。被加熱物自身か低電圧アーク放電を
行なうアノニドとして接続されるようにするのがとくに
有利である。磁場の強さく（１是気４導Ｂ）により放電
電圧を所要の１直に、Ｈｌ、’、Ｉ Ｍｕすることが容
易に可能であることが明らかにされている。アーク放′
厄の領域における磁気誘導Ｂが太きければ大きいほど、
放電電圧は高くなる。寸だ、（戯」易を使用すると比較
的高い’Ｎ：圧捷Ｔｌ１９電か安定して発生し、しかも
磁気誘導Ｂが太きけ１１．は大きいほど放電か安定する
ので有利である。 本発明の）ｉｉｉｊ旨に従がって残留ガス雰囲気として
ヘリウムヶ選択したほうがよいのがあるいはネオン全選
択したほうがよいのかは、比ｌ較的大きい飛散作用を・
必要とするのかあるいは比較的小妊い飛散作用で十分で
あるのかによって定する。（拍数幼果（’、ｒアノー
ドと向かい合って負の電圧を有する容？を内の構ｈ２部
イ」または被加工物に現われる。）ヘリウムは原子１１
）量がネオンより小さいので、その＋１辻ｉｉ＊ ２Ｊ
）果はネオンを使用する場合より小さい。 （たとえば、いわゆるイオン・エツチングにより次に蒸
着すべき面をクリーニングするため）飛散効果を適切に
調節することができ６ようにするため、残留ガス雰囲気
としてヘリウムとネオンの混合物を使用することが有利
である。 以下、本発明の実施例にもとづいて本発明の詳細な説明
する。 添付図面の第１図は、円筒形の容器の
する。このような方法ｒよ、コーティング技術筐たはイ
オン処理技術と関連して、たとえば、脱ガス、ろう付け
、規結、焼き入れ等に使用されている。従来公知の真空
熱処理炉でＶｉ、被加熱物は、たとえば、加熱面により
取り囲ぼれていて、・廟射１だに熱伝導により被加熱物
に加熱面力・ら熱全伝達するよう構成されている。導電
性の被加熱物に誘起でれた電流により被加熱物自身を加
熱することもできる。いわゆる異常放電の４合、カソー
ド表面全体ケ均一に２２９グロー放電を熱源として使用
することも公知であり、この方法によればカソードとし
て４ｕ続でれた検力０熱物を均一に加熱することかでき
る。 ざらに、ｍｍすべき金属のごとき被加熱物を電子を・当
てることにより真空中で加熱することも公知である。し
かし、この方法の場合、被加熱物上で所要の１１′、ｌ
Ｘ度分布が得られるよう幾何学的に特殊なやり方でａ！
、子供給源を配置しなければならない。 通常、周囲Ｖｒ−関し太きい１１□１１度差でもって局
部的に狭く１≦；〈定された個所を加熱するため電子を
当てる−ようになっているか、′電子ビームを焦点あわ
せすることか容易であるので、電子ビームを使用するこ
とか好２角してい仁。 電子鞘当て合ことにより加熱會行なう特殊な形態の１つ
は１１８：電圧アークにより加熱７行なうことである。 グロー放′屯により電子全放出する高温カソードとアノ
ードの間に生じるガス放電はこの明細内の・庫囲内では
低電圧アークの範鳴に言められてい４）（この」勿合、
ガス放電によるだけでカソードを電子放出温度に保持す
るのか、あるいＣＪカノードを補足的に加熱するかはと
るにたらないことである）。たいていの場合、ブことえ
は、開口をへて真空容器と連通している中空カソードの
墾所または特殊な高説カソード室の中に櫂ガス・頑が吹
き込１れる。中空カソードまたは高温カッ−ド室から開
口を通って容器の中に（はいったプラズマを磁場の力に
より結束させるのが一般的である。中心線が磁場の領域
線に合致している螺椀軌１篇上を電子が移動する。この
種の装置構成はスイス特５／Ｉ−第６３１．７４３号と
、米国特許第３，２１０，４５４号と第４．１．９７，
１．７５号と第３．５６２．１４．１号より公知である
。被＠解物の万に向ききめされた磁気的に結束されてい
る低電圧アークを用いてアノードとして接続された被溶
解物を加μ４〜すること力・これらの特許に記載されて
いる。周囲に関して大きい温度差でもって局部的に限定
され／こ高）晶個所を加熱するために低電圧アークを使
用することもできる。 プラズマ・ビームを被加熱物に向ききめするのではなく
、プラズマが延在する（ｉＲ力線を被カロ熱ζ勿に沿っ
て誘導し、被加熱物の表面を均一に力り熱することもす
でに提案されている。しかし、多くの場合、被加熱物上
にＳけ６／々ワ一密度（Ｗ／鑞２）か十分でないこと、
すなわち、何時間もかけ’７ｚ（１）と被加熱物を所要
温度に昇温させることができないことがしばしくｄ：で
あり、（真空蒸着装置のように）高価な生産設備の場合
、経済的に非電に不利であることが明らかＶＣｉれでい
る。そのｔ１力１、イ氏電圧アーク故７１のアノードに
付加される／）０ワーを意の１１に尚めることかできな
いことも明らかにをれている。ｆｆｐらの慣習とコスト
上の理山力・らこれまで中性の残留ガス雰囲気としても
っばらアルゴンか（小用されているが、電極の配置ｔに
より若干の違いがあっても、パワーを高めるため、アル
ゴンｒ１史川した低電圧アーク放電の電流密度’ｋ 一
定の限界を越えて高めることはできなＧ）。そのｅｌか
、放゛１Ｆもか不安定になり、広い周波数領域でとりわ
け尚周波振動を発生する傾向があることも明らか（ｌｃ
さイ１ている。このような傾向は許容でれな（、＞もの
であり、このため高１曲なｇ蔽措１よを１１にしること
が必要である。 したがって、本発明の目的は、低、Ｉ、：圧アークによ
り真空のもとに被加熱物全加熱する方法であって、比較
的小さい直径の焦点上に低電圧アークのパワーを限定す
る必要がなく、被加熱物の表面に従来より大幅に高いパ
ワー密度を確保し、もって従来より格段に早い加熱を行
なうことかでそ合方法を提供することである。容器の中
に配置ｌ￥きれたアノードと、開口をへて容器と連通し
ているカッ〜ド室の中に設けられた高感のカソードとの
間で残留ガス雰囲気の中に保持されていロイ１底気的に
結束された低電圧アーク放電にもとづいて発生した電子
を被加熱物に当てることにより真空容器の中で被加熱物
を加熱する本発明に係る方法は、残留ガス雰囲気がヘリ
ウム及び／またはネオンより成ることを特徴としている
。 被加熱物をできるだけ均一に加熱するため、カソード室
と容器の間の開口を通過する（丑力線か被加熱物に当た
らないよう形成された磁場を、加熱の間、保持すること
が推奨されている。被加熱物自身か低電圧アーク放電を
行なうアノニドとして接続されるようにするのがとくに
有利である。磁場の強さく（１是気４導Ｂ）により放電
電圧を所要の１直に、Ｈｌ、’、Ｉ Ｍｕすることが容
易に可能であることが明らかにされている。アーク放′
厄の領域における磁気誘導Ｂが太きければ大きいほど、
放電電圧は高くなる。寸だ、（戯」易を使用すると比較
的高い’Ｎ：圧捷Ｔｌ１９電か安定して発生し、しかも
磁気誘導Ｂが太きけ１１．は大きいほど放電か安定する
ので有利である。 本発明の）ｉｉｉｊ旨に従がって残留ガス雰囲気として
ヘリウムヶ選択したほうがよいのがあるいはネオン全選
択したほうがよいのかは、比ｌ較的大きい飛散作用を・
必要とするのかあるいは比較的小妊い飛散作用で十分で
あるのかによって定する。（拍数幼果（’、ｒアノー
ドと向かい合って負の電圧を有する容？を内の構ｈ２部
イ」または被加工物に現われる。）ヘリウムは原子１１
）量がネオンより小さいので、その＋１辻ｉｉ＊ ２Ｊ
）果はネオンを使用する場合より小さい。 （たとえば、いわゆるイオン・エツチングにより次に蒸
着すべき面をクリーニングするため）飛散効果を適切に
調節することができ６ようにするため、残留ガス雰囲気
としてヘリウムとネオンの混合物を使用することが有利
である。 以下、本発明の実施例にもとづいて本発明の詳細な説明
する。 添付図面の第１図は、円筒形の容器の
【咄に／酋って延
在したプラズマ・ビームを用いて不発明方法を実施する
装置を図解したものである。被加熱物は容器の軸に沿っ
て延在したプラズマ束のまわりに配置されていて、電子
か軸方向に移動してから、アノードとして接続された被
加熱物に向かって分散することにより半径方向に移動し
、被加工物に到達するよう軸方向の磁場が形成きれてい
る。電子の移動の自由度に関するこの異方性のおかげで
軸方向に電流密度を均一に分散さぜにとかできるととも
に、容器の軸のまわりに配］べσＩＬだ被加熱物に均一
な加熱作用を行なうことかできる。 被加熱物を保持する保持装置が加熱室の中でプラズマ束
の１袖を外壁状に取り囲んでいて、プラズマ全結束する
磁場を作るために同１ＩＩＩＩ］のマダネットフイルを
・設け＜）よう構成きれた装置の好適した実／１１！１
１／卵子に４′６いては、加熱室とカソード室とを互に
連通ずるｌ−＋ｒ１０ｒ通１局した（磁力線は被加熱物
と交差すにとなく被加工物により取り囲１れた状態で被
加熱′吻のそば勿誘導されている。電子が被加熱面ＶＣ
到１′ｌＳする逢えに、１１朶」易により結束されたプ
ラズマから目４方向に゛電子がそれるように構成されて
いて、１磁力勝に沿う′電子の移動性は大きいが、磁力
（財）に１α角方向の移動性は低いので、電子は広い而
にひろかつて仮加熱物上に分散はれるから、被加熱物Ｖ
Ｃ直接向きき゛めされているイ磁気的に結束され／こプ
ラズマ・ビーム全使用する従来の方法の場合より大幅に
均一な加熱を行なうことができる。 添イマ］１ン１而の弔１図において、浴照数字１はつり
鐘状の只空ネＶＪ７でろって、被加熱物３は該真空容器
Ｉの中で保持装置２ｃこ上り保持きれている。保持装置
ｉ’７： ２は７１Ｎ、気絶縁物４を介して真空容器の
底板５にｊ−・ｌ定されていて、外部からの漏洩が生じ
ないよう封止された電流案内手段６全通って市源７の正
の極と電気的に接続されてい６゜谷ｉ＋＋Ｖの上部に高
温カソード室８が設けら７ｆｔでいて、該ｊ：ｅ旧１’
Ｉ□Ｖカノード室８は開口９ｆｆ：へて容器】の内部と
連化している。電流ケ通すことにより加熱σれ５ワイ−
ヤである高温カノード１２が電気的に絶縁さ４１．たプ
レート１１により担持された状態で高温カソード室８の
中に取りイ」けられている。高温カノ−ド１２は外部か
ら加熱される中空のカノートでもよく、また自己加熱式
中空力ノ−ドでもよい。調節弁１３は高温カソード室８
の中にガスを流入させるために使用される。マダネソト
・コイル１４は容器１と同軸の磁場を形成する。高温プ
ロセスを実施するまえに容器１と該容器１と連通してい
る筒硯カソード室８かポンプ継手１５ケへて、・晶真空
ポンプにより０．０ＩＰａ より低い圧力レベルまで排
気されている。真空ポンプを運転している間、調節弁１
３を通ってヘリウムまたはネオンまたは両ガスの混合物
を流入させ、容器Ｉ内の圧力か０．１Ｐａ とＩＰα
の間のレベルとなるよう圧力調整全行〃う。しかるのち
ＡｉＷカノード１２葡加熱加熱電源７をオンに切り換え
て通電する。電源７は、たとえは、１００ボルトの電圧
を発生する。（低電圧ア−り荀発生させるには、開口９
を有する絶縁された帖Ｙ体に短時間アノ−ド電位を印加
するかまたは前記壁体をつねに抵抗をへて電源７のプラ
ス惨に仮１９″口してｒｉ ＜ことが効果的である。）
磁場の強きが十分（例えば００１テスラ）の場合、開口
９を通って容器１の中（（はいった電子が半径が非常に
小ざい・・累ｊ陣軌道上にある磁力線をたどって移動ず
会のに伴なって、容器の中上・軸に沿ってプラズマ・コ
ラムが発生する。このプラズマ・コラムの面径（グ開１
］ ９の［ば径により設定される。アーク電流が１００
アンにア、アーク電圧が７０ボルトの場合、約４．２キ
ロワツトの加熱パワーが（６０バ＝でント・功率で）ホ
ルター−２と被加熱物３に伝達されく）。 ｉ；ｉ、ｌ、 ］図に示されている実施例の場合、コイ
ル１１ｊ：ｊ［１向に延在した容器の軸に平行な磁場を
形成する。容器の軸の近傍でプラズマ束に沿って延在し
た磁力線が被加熱物と交差しないことは明らかである。 プラズマ束と被加熱面との間に延在する空間内では容器
の軸にほぼ平行な磁場が形成されており、上述のように
とのＩｆ；４場の作用により電子は軸方向に均一に分散
し、被加熱面に衝突する。 第１図に示でれている装置を使用して （鋼製の綿線ド
リルのごとき）工具を・装填した場合、１２分内に平均
３５０℃の温度に加熱される。なお、装填物のもつとも
高温の位置ともつとも低（晶の位置との間の温度差は２
５℃程度にずき゛ない。 室温に保持されている容器の壁に対する遮蔽拐を設ける
必要なく、加熱すべき工具全容器の中に配置することが
できる。従来公知の方法でほこのように迅速かつ均一に
加熱を行なうには非常に費用かかかることをがまんしな
ければならなかった。 次の表は、残留ガス雰囲気としてアルゴンの代わりにヘ
リウムを使用することによりどのような利点が得られる
かを示す。なＳ１上述の装置で１８０アンにアのアーク
電流を使用して表に記載されている温度に同じ被加熱物
を加熱するために必要な時間がアルゴンとヘリウムにつ
いて表中に記載されている。 この衣より明らかなように、残留ガス雰囲気としてヘリ
ウムを使用した場合、加熱時間を大幅に短縮丁合ことか
できる。すなわち、約３００℃以下でほぼ？ｆ！Ａに短
縮することができる。ネオンを使用した場合も同様に加
熱時間を大幅に短縮することができる。 木発す１に係る／Ｊｌｌ熱方法に５いて被加熱物のわず
かなｒｉ＋−７＋ 、’ｕｌ差全冗全に解消しようとす
る場合、たとえは、垂直軸の１わりで保持装置を回転ば
せるごとく、被加熱物？移動させるのが効果的である。 本発明では工具類のごとき製品たけでなく、／ことえば
、粉末の形をした材料も被加熱物の中に含めることがで
きる。 たとえば、低電圧のアーク放電により生じた正のイオン
を高加熱物に衝突させるごとき他の方法工程にも本発明
方法を実施するために必要な装置を使用することができ
るので、本発明方法は非常に有利である。
在したプラズマ・ビームを用いて不発明方法を実施する
装置を図解したものである。被加熱物は容器の軸に沿っ
て延在したプラズマ束のまわりに配置されていて、電子
か軸方向に移動してから、アノードとして接続された被
加熱物に向かって分散することにより半径方向に移動し
、被加工物に到達するよう軸方向の磁場が形成きれてい
る。電子の移動の自由度に関するこの異方性のおかげで
軸方向に電流密度を均一に分散さぜにとかできるととも
に、容器の軸のまわりに配］べσＩＬだ被加熱物に均一
な加熱作用を行なうことかできる。 被加熱物を保持する保持装置が加熱室の中でプラズマ束
の１袖を外壁状に取り囲んでいて、プラズマ全結束する
磁場を作るために同１ＩＩＩＩ］のマダネットフイルを
・設け＜）よう構成きれた装置の好適した実／１１！１
１／卵子に４′６いては、加熱室とカソード室とを互に
連通ずるｌ−＋ｒ１０ｒ通１局した（磁力線は被加熱物
と交差すにとなく被加工物により取り囲１れた状態で被
加熱′吻のそば勿誘導されている。電子が被加熱面ＶＣ
到１′ｌＳする逢えに、１１朶」易により結束されたプ
ラズマから目４方向に゛電子がそれるように構成されて
いて、１磁力勝に沿う′電子の移動性は大きいが、磁力
（財）に１α角方向の移動性は低いので、電子は広い而
にひろかつて仮加熱物上に分散はれるから、被加熱物Ｖ
Ｃ直接向きき゛めされているイ磁気的に結束され／こプ
ラズマ・ビーム全使用する従来の方法の場合より大幅に
均一な加熱を行なうことができる。 添イマ］１ン１而の弔１図において、浴照数字１はつり
鐘状の只空ネＶＪ７でろって、被加熱物３は該真空容器
Ｉの中で保持装置２ｃこ上り保持きれている。保持装置
ｉ’７： ２は７１Ｎ、気絶縁物４を介して真空容器の
底板５にｊ−・ｌ定されていて、外部からの漏洩が生じ
ないよう封止された電流案内手段６全通って市源７の正
の極と電気的に接続されてい６゜谷ｉ＋＋Ｖの上部に高
温カソード室８が設けら７ｆｔでいて、該ｊ：ｅ旧１’
Ｉ□Ｖカノード室８は開口９ｆｆ：へて容器】の内部と
連化している。電流ケ通すことにより加熱σれ５ワイ−
ヤである高温カノード１２が電気的に絶縁さ４１．たプ
レート１１により担持された状態で高温カソード室８の
中に取りイ」けられている。高温カノ−ド１２は外部か
ら加熱される中空のカノートでもよく、また自己加熱式
中空力ノ−ドでもよい。調節弁１３は高温カソード室８
の中にガスを流入させるために使用される。マダネソト
・コイル１４は容器１と同軸の磁場を形成する。高温プ
ロセスを実施するまえに容器１と該容器１と連通してい
る筒硯カソード室８かポンプ継手１５ケへて、・晶真空
ポンプにより０．０ＩＰａ より低い圧力レベルまで排
気されている。真空ポンプを運転している間、調節弁１
３を通ってヘリウムまたはネオンまたは両ガスの混合物
を流入させ、容器Ｉ内の圧力か０．１Ｐａ とＩＰα
の間のレベルとなるよう圧力調整全行〃う。しかるのち
ＡｉＷカノード１２葡加熱加熱電源７をオンに切り換え
て通電する。電源７は、たとえは、１００ボルトの電圧
を発生する。（低電圧ア−り荀発生させるには、開口９
を有する絶縁された帖Ｙ体に短時間アノ−ド電位を印加
するかまたは前記壁体をつねに抵抗をへて電源７のプラ
ス惨に仮１９″口してｒｉ ＜ことが効果的である。）
磁場の強きが十分（例えば００１テスラ）の場合、開口
９を通って容器１の中（（はいった電子が半径が非常に
小ざい・・累ｊ陣軌道上にある磁力線をたどって移動ず
会のに伴なって、容器の中上・軸に沿ってプラズマ・コ
ラムが発生する。このプラズマ・コラムの面径（グ開１
］ ９の［ば径により設定される。アーク電流が１００
アンにア、アーク電圧が７０ボルトの場合、約４．２キ
ロワツトの加熱パワーが（６０バ＝でント・功率で）ホ
ルター−２と被加熱物３に伝達されく）。 ｉ；ｉ、ｌ、 ］図に示されている実施例の場合、コイ
ル１１ｊ：ｊ［１向に延在した容器の軸に平行な磁場を
形成する。容器の軸の近傍でプラズマ束に沿って延在し
た磁力線が被加熱物と交差しないことは明らかである。 プラズマ束と被加熱面との間に延在する空間内では容器
の軸にほぼ平行な磁場が形成されており、上述のように
とのＩｆ；４場の作用により電子は軸方向に均一に分散
し、被加熱面に衝突する。 第１図に示でれている装置を使用して （鋼製の綿線ド
リルのごとき）工具を・装填した場合、１２分内に平均
３５０℃の温度に加熱される。なお、装填物のもつとも
高温の位置ともつとも低（晶の位置との間の温度差は２
５℃程度にずき゛ない。 室温に保持されている容器の壁に対する遮蔽拐を設ける
必要なく、加熱すべき工具全容器の中に配置することが
できる。従来公知の方法でほこのように迅速かつ均一に
加熱を行なうには非常に費用かかかることをがまんしな
ければならなかった。 次の表は、残留ガス雰囲気としてアルゴンの代わりにヘ
リウムを使用することによりどのような利点が得られる
かを示す。なＳ１上述の装置で１８０アンにアのアーク
電流を使用して表に記載されている温度に同じ被加熱物
を加熱するために必要な時間がアルゴンとヘリウムにつ
いて表中に記載されている。 この衣より明らかなように、残留ガス雰囲気としてヘリ
ウムを使用した場合、加熱時間を大幅に短縮丁合ことか
できる。すなわち、約３００℃以下でほぼ？ｆ！Ａに短
縮することができる。ネオンを使用した場合も同様に加
熱時間を大幅に短縮することができる。 木発す１に係る／Ｊｌｌ熱方法に５いて被加熱物のわず
かなｒｉ＋−７＋ 、’ｕｌ差全冗全に解消しようとす
る場合、たとえは、垂直軸の１わりで保持装置を回転ば
せるごとく、被加熱物？移動させるのが効果的である。 本発明では工具類のごとき製品たけでなく、／ことえば
、粉末の形をした材料も被加熱物の中に含めることがで
きる。 たとえば、低電圧のアーク放電により生じた正のイオン
を高加熱物に衝突させるごとき他の方法工程にも本発明
方法を実施するために必要な装置を使用することができ
るので、本発明方法は非常に有利である。
添伺図面の第１図は本発明方法を実施する装置の一実施
例を図解した断面図。 １・・真空容器、２・・保持装置、３・・被加熱物、４
・・電気絶縁材、５ ・底板、６・・・電流案内手段、
７ ・電源、８・・・高温カソード室、９・開口、１１
・絶縁プレート、】２・・高温カノード、１３ 調節弁
、１４・マグネット・コイル、１５・・・ポンプ継手。
例を図解した断面図。 １・・真空容器、２・・保持装置、３・・被加熱物、４
・・電気絶縁材、５ ・底板、６・・・電流案内手段、
７ ・電源、８・・・高温カソード室、９・開口、１１
・絶縁プレート、】２・・高温カノード、１３ 調節弁
、１４・マグネット・コイル、１５・・・ポンプ継手。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （］） 容器の中に配置されたアノードと、開口をへ
て容器と連通しているカソード室の中に設けられ／こ高
幅のカノードとの間で残留ガス雰囲気の中に保持されて
いる磁気的に結束づれた低電圧アーク放電にもとづいて
発生した電子を被加熱物に当てイ）ことにより真空容器
の中で被加熱物を加熱する方法であって、残留ガス雰囲
気がヘリウム及び７寸たはネオンより成ることを特徴と
する方法。 （２） カソード室と容器の間の開口全通過する磁力
線か被加熱物に当たらないよう形成された磁場が、加熱
の間、保持てれていることを特徴とする特許請求の耽囲
の弔１項記載の方法。 （３）前記開口全通過する磁力線が低電圧アーク放電全
付なうアノードに当たらないよう形成されたｔａ ％が
保持されていること全特徴とする特許請求の１．ＩＬ囲
の弓１項記戦の方法。 （４）被加熱物自身が低電圧アーク放電ヲ行なうアノー
ドとして接続されていること全特徴とする特許請求の範
囲の第１項記載の方法。 （５）被加熱物の被加熱表面に平行な磁場が被加熱物の
被熱表面の領域に保持されていることを特徴とする特許
請求の範囲の第１項記載の方法。 （６）被加熱物がプラズマ束の１わりに外壁状に配置さ
れていることを特徴とする′Ｉ９：許請求の１Ｉ１１≧
囲の第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH208083 | 1983-04-19 | ||
| CH2080/83-5 | 1983-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59205190A true JPS59205190A (ja) | 1984-11-20 |
| JPH0452600B2 JPH0452600B2 (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=4225435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59079302A Granted JPS59205190A (ja) | 1983-04-19 | 1984-04-19 | 真空容器内で被加熱物を加熱する方法およびこの方法を実施するための装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59205190A (ja) |
| BE (1) | BE899450A (ja) |
| DE (1) | DE3406953C2 (ja) |
| ES (1) | ES8503428A1 (ja) |
| FR (1) | FR2544952A1 (ja) |
| GB (1) | GB2140199A (ja) |
| IT (1) | IT1173487B (ja) |
| NL (1) | NL8401070A (ja) |
| SE (1) | SE8402168L (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4416525B4 (de) * | 1993-05-27 | 2008-06-05 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung erhöhter Verschleißfestigkeit auf Werkstückoberflächen, und dessen Verwendung |
| WO2012043794A1 (ja) | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 射出成形体 |
Citations (2)
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| JPS5715309A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dielectric porcelain composition |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3411035A (en) * | 1966-05-31 | 1968-11-12 | Gen Electric | Multi-chamber hollow cathode low voltage electron beam apparatus |
| GB1256887A (ja) * | 1968-05-15 | 1971-12-15 | ||
| US4181504A (en) * | 1975-12-30 | 1980-01-01 | Technology Application Services Corp. | Method for the gasification of carbonaceous matter by plasma arc pyrolysis |
| DE3047602A1 (de) * | 1976-06-26 | 1982-07-22 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Vorrichtung zum aufdampfen insbesondere sublimierbarer stoffe im vakuum mittels einer elektronenstrahlquelle |
| NL7607473A (nl) * | 1976-07-07 | 1978-01-10 | Philips Nv | Verstuifinrichting en werkwijze voor het ver- stuiven met een dergelijke inrichting. |
| CH631743A5 (de) * | 1977-06-01 | 1982-08-31 | Balzers Hochvakuum | Verfahren zum aufdampfen von material in einer vakuumaufdampfanlage. |
| GB1582707A (en) * | 1978-04-18 | 1981-01-14 | Gen Electric Co Ltd | Electron beam heating apparatus |
| US4234334A (en) * | 1979-01-10 | 1980-11-18 | Bethlehem Steel Corporation | Arc control in plasma arc reactors |
| CH645137A5 (de) * | 1981-03-13 | 1984-09-14 | Balzers Hochvakuum | Verfahren und vorrichtung zum verdampfen von material unter vakuum. |
| CH658545A5 (de) * | 1982-09-10 | 1986-11-14 | Balzers Hochvakuum | Verfahren zum gleichmaessigen erwaermen von heizgut in einem vakuumrezipienten. |
-
1984
- 1984-02-25 DE DE3406953A patent/DE3406953C2/de not_active Expired
- 1984-03-27 ES ES531007A patent/ES8503428A1/es not_active Expired
- 1984-03-27 IT IT20239/84A patent/IT1173487B/it active
- 1984-04-04 NL NL8401070A patent/NL8401070A/nl not_active Application Discontinuation
- 1984-04-10 FR FR8405663A patent/FR2544952A1/fr active Pending
- 1984-04-17 GB GB08409959A patent/GB2140199A/en not_active Withdrawn
- 1984-04-18 BE BE0/212788A patent/BE899450A/nl not_active IP Right Cessation
- 1984-04-18 SE SE8402168A patent/SE8402168L/ not_active Application Discontinuation
- 1984-04-19 JP JP59079302A patent/JPS59205190A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52103729A (en) * | 1976-02-26 | 1977-08-31 | Daido Steel Co Ltd | Plasma induction heating method and furnace |
| JPS5715309A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dielectric porcelain composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3406953A1 (de) | 1984-10-25 |
| JPH0452600B2 (ja) | 1992-08-24 |
| DE3406953C2 (de) | 1986-03-13 |
| SE8402168L (sv) | 1984-10-20 |
| NL8401070A (nl) | 1984-11-16 |
| FR2544952A1 (fr) | 1984-10-26 |
| ES531007A0 (es) | 1985-02-16 |
| ES8503428A1 (es) | 1985-02-16 |
| IT8420239A0 (it) | 1984-03-27 |
| IT1173487B (it) | 1987-06-24 |
| SE8402168D0 (sv) | 1984-04-18 |
| BE899450A (nl) | 1984-10-18 |
| GB2140199A (en) | 1984-11-21 |
| GB8409959D0 (en) | 1984-05-31 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |