MEVVA源

介紹M EVVA源是金屬蒸汽真空弧離子源的縮稱。這是上世紀(jì)80年代中期由美國加州大學(xué)伯克利分校的布朗博士由于核物理研究的需要發(fā)明研制成功的。這種新型的強(qiáng)流金屬離子源問世后很快就被應(yīng)用于非半導(dǎo)體材料離子注入表面改性，并引起了強(qiáng)流金屬離子注入的一場革命，這種獨(dú)特的離子注入機(jī)被稱為新一代金屬離子注入機(jī)。

優(yōu)點(diǎn)(1)對元素周期表上的固體金屬元素(含碳)都能產(chǎn)生10毫安量級的強(qiáng)束流;(2)離子純度取決于陰極材料的純度，因此可以達(dá)到很高的純度，同時(shí)可以省去昂貴而復(fù)雜的質(zhì)量分析器;(3)金屬離子一般有幾個(gè)電荷態(tài)，這樣可以用較低的引出電壓得到較高的離子能量，而且用一個(gè)引出電壓可實(shí)現(xiàn)幾種能量的疊加(離子)注入;(4)束流是發(fā)散的，可以省去束流約束與掃描系統(tǒng)而達(dá)到大的注入面積。其革命性主要有兩個(gè)方面，一是它的高性能，另一是使離子注入機(jī)的結(jié)構(gòu)大大簡化，主要由離子源、靶室和真空系統(tǒng)這三部分組成。

發(fā)展在國家863計(jì)劃的大力支持下，經(jīng)過十多年的研究和開發(fā)，M EVVA源金屬離子注入表面技術(shù)在硬件(設(shè)備)和軟件(工藝)兩方面均已取得了重要的突破和進(jìn)展，并已具備了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。在設(shè)備方面，完成了M EVVAIIA-H、MEVVAII-B和MEVVA50型3種不同型號M EVVA源的研制，主要性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。僅“九五”期間，就已先后為臺灣地區(qū)、香港地區(qū)和國內(nèi)大學(xué)研究所和工廠生產(chǎn)了15臺M EVVA源離子注入機(jī)或M EVVA源鍍膜設(shè)備。M EVVA源離子注入機(jī)的應(yīng)用，使強(qiáng)流金屬離子注入變得更簡便、更經(jīng)濟(jì)，效率大大提高，十分有利于這項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。在表面優(yōu)化工藝方面，鋼制切削工具、模具和精密運(yùn)動耦合部件3大類、7個(gè)品種的M EVVA源離子注入表面處理，取得了延壽3-30倍的顯著優(yōu)化效果，并已通過國家部委級技術(shù)鑒定，成果屬國際先進(jìn)水平。

這項(xiàng)表面處理技術(shù)的優(yōu)越性、實(shí)用性及其廣闊的市場前景已被越來越多的部門和單位所賞識，得到越來越廣泛的應(yīng)用。根據(jù)多年來的研究與開發(fā)，同時(shí)借鑒國際上的新進(jìn)展，M EVVA源金屬離子注入特別適用于以下幾類工模具和零部件的表面處理：(1)金屬切削工具(包括各種用于精密加工和數(shù)控加工中使用的鉆、銑、車、磨等工具和硬質(zhì)合金工具)，一般可以提高使用壽命3-10倍;(2)熱擠壓和注塑模具，可使能耗降低20%左右，延長使用壽命10倍左右;(3)精密運(yùn)動耦合部件，如抽氣泵定子和轉(zhuǎn)子，陀螺儀的凸輪和卡板，活塞、軸承、齒輪、渦輪渦桿等，可大幅度地降低摩擦系數(shù)，提高耐磨性和耐蝕性，延長使用壽命最多可以達(dá)到100倍以上;(4)擠壓合成纖維和光導(dǎo)纖維的精密噴嘴，可以大大提高其抗磨蝕性和使用壽命;(5)半導(dǎo)體工業(yè)中的精密模具，罐頭工業(yè)中的壓印和沖壓模具等，可顯著提高這些貴重、精密模具的工作壽命;(6)醫(yī)用矯形修復(fù)部件(如鈦合金人工關(guān)節(jié))和手術(shù)器具等，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益非常好。

技術(shù)這項(xiàng)高技術(shù)是一個(gè)方興未艾的新興產(chǎn)業(yè)，硬件設(shè)備的處理能力和效率有待進(jìn)一步提高，在軟件(離子注入材料表面改性技術(shù))方面，也有待進(jìn)一步深化和細(xì)化，其應(yīng)用范圍也有待不斷擴(kuò)大。國內(nèi)外發(fā)展概況美國的I SM Tech.公司是國際上生產(chǎn)M EVVA源離子注入機(jī)的專業(yè)公司，在綜合技術(shù)水平上處于國際領(lǐng)先。上世紀(jì)90年代以來先后研制生產(chǎn)了幾種不同類型的商用M EVVA源離子注入機(jī)。一種多M EVVA源離子注入機(jī)，在真空室里配備了4臺AVIS80-75MEV- VA源，總束流可達(dá)300mA，總束斑面積可打12，000cm2，是世界上束流最強(qiáng)的M EVVA源離子注入機(jī)。歐美工業(yè)發(fā)達(dá)國家的離子注入表面處理技術(shù)這一新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況良好，如美國的S PIRE公司和ISM Tech.公司、英國的A EA Industrial Tech.，Tec Vac和Tech-Ni-Plant、法國的N itruvid和IBS、西班牙的INASMET和AIN、德國的M AT和丹麥D TI Tribology Centre等均已經(jīng)取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，起了很好的示范作用。他們已經(jīng)將金屬離子注入的費(fèi)用降低到$0.05-0.5/cm2的水平，可以被包括醫(yī)療、航空、航天、機(jī)械等廣泛的領(lǐng)域和部門所接受。