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层流电弧等离子体束系统设备
层流电弧等离子体束系统设备
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加工定制是品牌真火型号ZHKJ-60最大电压380（V） V主要用途焊接，喷涂，切割
层流电弧等离子体束系统设备
&报价为每千瓦/6万元（60KW为为一套层流电弧等离子束系统设备）该等离子系统具有等离子射流稳定、温度高（中心区温度&10000℃），能量集中，工作寿命长等特点。核心设备包括PLC控制系统、电源模块系统、等离子发生器、系统冷源系统。另外,可根据需要配置不同的外围辅助设备，如6轴工业机器人、双轴变位机/转台、送粉末/送丝系统、抽风除尘系统等；可组合形成等离子喷涂系统、等离子焊接系统、等离子表面热处理系统等不同用途的应用系统。该等离子系统是高能束基础热源&主要技术参数中型等离子系统，型号：ZHKJ-60输入电压：380V/3相，50-60Hz工作电压：60-150V输出功率：60KWmax等离子气体：Ar，N2，He，或混合气体气体流量：1-50L/min
供应商信息
成都真火科技有限公司是一家专业从事层流电弧等离子体束发生及应用技术系统产品的高新技术企业，公司现有研发人员数十人，其中高级工程师、博士、硕士等研究人员二十余人，具有很强的自主研发实力；公司先后与中科院力学所、四川大学、电子科大、华中科技大学、北京工业大学、西南交大、航天工艺625所等高校和科研院所进行层流电弧等离子体束系统技术合作交流及相关应用研究开发。
公司的层流电弧等离子体束系统技术整体国际领先、核心技术全球首创，是我国少有的具有自主知识产权的原创性、战略性基础技术，其技术产品本质上是一种高效、高能、可数字化控制的束状超高温热源(温度从500度到15000度可自由选择并精确重复)，可革命性地替代现有等离子、激光、电子束等热应用的几乎所有领域，可广泛应用于机械制造（表面热加工、喷涂、焊接、切割、再制造、3D打印）、冶炼、煤气化及天然气重整、垃圾处理、等离子化工、纳米材料制造、国防、新能源等诸多领域，应用非常广阔。
公司自成立以来，已申报10多项相关技术国内基础发明专利和实用型专利，先后承担并完成了多项省级和市级项目课题，积累了雄厚的科研实力，在大功率层流等离子体束发生器领域全球范围内独领风骚。2013年6月，公司受邀成为西部3D打印产业技术创新联盟——成都市3D打印产业技术创新联盟的副理事长单位，是该联盟四家核心成员之一（5719厂、四川有色金属集团、真火科技、四川大学），也是的一家民营企业，主要承担金属3D打印关键设备——金属3D打印机系统设备的研制。目前，公司已研制出了世界首台200KW采用纯氮工作的大功率层流等离子体束系统设备；公司的铁路捣固头层流等离子表面处理技术已在成都铁路局通过成果评定，铁路道岔尖轨层流等离子表面处理技术已在成都铁路局立项实施；公司研发的层流等离子表面处理设备已形成系列产品并成功地推向铁路和石油系统等，预计2014年相关产值将过亿。
随着公司层流等离子体技术在不同领域应用技术的不断成熟和产品面市，真火公司有望凝聚一个庞大的产业集群，为我国整体工业经济发展做出贡献。
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物理气相沉积
物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
物理气相沉积简介
物理气相沉积技术早在20世纪初已有些应用，但30年迅速发展，成为一门极具广阔应用前景的新技术，并向着环保型、清洁型趋势发展。20世纪90年代初至今，在钟表行业，尤其是高档手表金属外观件的表面处理方面达到越来越为广泛的应用。
真空蒸镀基本原理是在真空条件下，使金属、金属合金或化合物蒸发，然后沉积在基体表面上，蒸发的方法常用电阻加热，高频感应加热，电子束、激光束、离子束高能轰击镀料，使蒸发成气相，然后沉积在基体表面，历史上，真空蒸镀是PVD法中使用最早的技术。
溅射镀膜基本原理是充氩(Ar)气的真空条件下，使氩气进行辉光放电，这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+)，氩离子在电场力的作用下，加速轰击以镀料制作的阴极靶材，靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。如果采用直流辉光放电，称直流(Qc)溅射，射频(RF)辉光放电引起的称射频溅射。磁控(M)辉光放电引起的称磁控溅射。 电弧等离子体镀膜基本原理是在真空条件下，用引弧针引弧，使真空金壁(阳极)和镀材(阴极)之间进行弧光放电，阴极表面快速移动着多个阴极弧斑，不断迅速蒸发甚至“异华”镀料，使之电离成以镀料为主要成分的电弧等离子体，并能迅速将镀料沉积于基体。因为有多弧斑，所以也称多弧蒸发离化过程。
离子镀基本原理是在真空条件下，采用某种等离子体电离技术，使镀料原子部分电离成离子，同时产生许多高能量的中性，在被镀基体上加负偏压。这样在深度负偏压的作用下，离子沉积于基体表面形成薄膜。
物理气相技术基本原理可分三个工艺步骤：
(1)镀料的气化：即使镀料蒸发，异华或被溅射，也就是通过镀料的气化源。
(2)镀料原子、分子或离子的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后，产生多种反应。
(3)镀料原子、分子或离子在基体上沉积。
物理气相沉积技术工艺过程简单，对环境改善，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强。该技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐饰、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层。
随着高科技及新兴工业发展，物理气相沉积技术出现了不少新的先进的亮点，如多弧离子镀与磁控溅射兼容技术，大型矩形长弧靶和溅射靶，非平衡磁控溅射靶，孪生靶技术，带状泡沫多弧沉积卷绕镀层技术，条状纤维织物卷绕镀层技术等，使用的镀层成套设备，向计算机全自动，大型化工业规模方向发展。
物理气相沉积详述
物理气相沉积真空蒸镀
(一)真空蒸镀原理
(1) 真空蒸镀是在真空条件下，将镀料加热并蒸发，使大量的原子、分子气化并离开液体镀料或离开固体镀料表面(升华)。
(2)气态的原子、分子在真空中经过很少的碰撞迁移到基体。
(3)镀料原子、分子沉积在基体表面形成薄膜。
(二)蒸发源
将镀料加热到蒸发温度并使之气化，这种加热装置称为蒸发源。最常用的蒸发源是电阻蒸发源和电子束蒸发源，特殊用途的蒸发源有高频感应加热、电弧加热、辐射加热、激光加热蒸发源等。
(三)真空蒸镀工艺实例 以塑料金属化为例,真空蒸镀工艺包括：镀前处理、镀膜及后处理。
真空蒸镀的基本工艺过程如下：
(1)镀前处理，包括清洗镀件和预处理。具体清洗方法有清洗剂清洗、化学溶剂清洗、超声波清洗和离子轰击清洗等。具体预处理有除静电，涂底漆等。
(2)装炉，包括真空室清理及镀件挂具的清洗，蒸发源安装、调试、镀件褂卡。
(3)抽真空，一般先粗抽至6．6Pa以上，更早打开扩散泵的前级维持真空泵，加热扩散泵，待预热足够后，打开高阀，用扩散泵抽至6×10-3Pa半底真空度。
(4)烘烤，将镀件烘烤加热到所需温度。
(5)离子轰击，真空度一般在10Pa～10-1Pa，离子轰击电压200V～1kV负高压，离击时间为5min～30min,
(6)预熔，调整电流使镀料预熔，除气1min～2min。
(7)蒸发沉积，根据要求调整蒸发电流，直到所需沉积时间结束。
(8)冷却，镀件在真空室内冷却到一定温度。
(9)出炉，．取件后，关闭真空室，抽真空至l × l0-1Pa，扩散泵冷却到允许温度，才可关闭维持泵和冷却水。
(10)后处理，涂面漆。
物理气相沉积溅射镀膜
溅射镀膜是指在真空条件下，利用获得功能的粒子轰击靶材料表面，使靶材表面原子获得足够的能量而逃逸的过程称为溅射。被溅射的靶材沉积到基材表面，就称作溅射镀膜。 溅射镀膜中的入射离子，一般采用辉光放电获得，在l0-2Pa～10Pa范围，所以溅射出来的粒子在飞向基体过程中，易和真空室中的气体分子发生碰撞，使运动方向随机，沉积的膜易于均匀。发展起来的规模性磁控溅射镀膜，沉积速率较高，工艺重复性好，便于自动化，已适当于进行大型建筑装饰镀膜，及工业材料的功能性镀膜，及TGN-JR型用多弧或磁控溅射在卷材的泡沫塑料及纤维织物表面镀镍Ni及银Ag。
物理气相沉积等离子体镀膜
这里指的是PVD领域通常采用的冷阴极电弧蒸发，以固体镀料作为阴极，采用水冷、使冷阴极表面形成许多亮斑，即阴极弧斑。弧斑就是电弧在阴极附近的弧根。在极小空间的电流密度极高，弧斑尺寸极小，估计约为1μm～100μm，电流密度高达l05A/cm2～107A/cm2。每个弧斑存在极短时间，爆发性地蒸发离化阴极改正点处的镀料，蒸发离化后的金属离子，在阴极表面也会产生新的弧斑，许多弧斑不断产生和消失，所以又称多弧蒸发。 最早设计的等离子体加速器型多弧蒸发离化源，是在阴极背后配置磁场，使蒸发后的离子获得霍尔(hall)加速效应，有利于离子增大能量轰击量体，采用这种电弧蒸发离化源镀膜，离化率较高，所以又称为电弧等离子体镀膜。 由于镀料的蒸发离化靠电弧，所以属于区别于第二节，第三节所述的蒸发手段。
物理气相沉积离子镀
离子镀技术最早在1963年由D．M．Mattox提出，1972年，Bunshah &Juntz推出活性反应蒸发离子镀(AREIP)，沉积TiN,TiC等超硬膜，1972年Moley&Smith发展完善了空心热阴极离子镀，l973年又发展出射频离子镀(RFIP)。20世纪80年代，又发展出磁控溅射离子镀(MSIP)和多弧离子镀(MAIP)。
(一) 离子镀
离子镀的基本特点是采用某种方法(如电子束蒸发磁控溅射，或多弧蒸发离化等)使中性粒子电离成离子和电子，在基体上必须施加负偏压，从而使离子对基体产生轰击，适当降低负偏压后，使离子进而沉积于基体成膜。 离子镀的优点如下：①膜层和基体结合力强。②膜层均匀，致密。③在负偏压作用下绕镀性好。④无污染。⑤多种基体材料均适合于离子镀。
(二)反应性离子镀
如果采用电子束蒸发源蒸发，在坩埚上方加20V～100V的正偏压。在真空室中导人反应性气体。如N2、O2、C2H2、CH4等代替Ar，或混入Ar，电子束中的高能电子(几千至几万电子伏特)，不仅使镀料熔化蒸发，而且能在熔化的镀料表面激励出二次电子，这些二次电子在上方正偏压作用下加速，与镀料蒸发中性粒子发生碰撞而电离成离子，在工件表面发生离化反应，从而获得氧化物(如TeO2：SiO2、Al2O3、ZnO、SnO2、Cr2O3、ZrO2、InO2等)。其特点是沉积率高，工艺温度低。
(三)多弧离子镀
多弧离子镀又称作电弧离子镀，由于在阴极上有多个弧斑持续呈现，故称作“多弧”。多弧离子镀的主要特点如下： (1)阴极电弧蒸发离化源可从固体阴极直接产生等离子体，而不产生熔池，所以可以任意方位布置，也可采用多个蒸发离化源。 (2)镀料的离化率高，一般达60%～90%，显著提高与基体的结合力改善膜层的性能。 (3)沉积速率高，改善镀膜的效率。 (4)设备结构简单，弧电源工作在低电压大电流工况，工作较为安全。
英文指&phisical vapor deposition& 简称PVD.是镀膜行业常用的术语.
PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。
近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的方式之一。我们通常所说的PVD镀膜 ，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。
物理气相沉积（PVD）
物理气相沉积是通过蒸发，电离或溅射等过程，产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。物理气象沉积方法有真空镀，真空溅射和离子镀三种，应用较广的是离子镀。
离子镀是借助于惰性气体辉光放电，使镀料（如金属钛）气化蒸发离子化，离子经电场加速，以较高能量轰击工件表面，此时如通入CO2，N2等反应气体，便可在工件表面获得TiC,TiN覆盖层，硬度高达2000HV。离子镀的重要特点是沉积温度只有500℃左右，且覆盖层附着力强，适用于高速钢工具，热锻模等。
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等离子熔炼
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等离子熔炼是指用惰性气体（如氩）、还原性气体（如氢气）或两种气体的混合物作介质，温度达3万度以上的纯净等离子电弧或等离子束作热源进行熔炼的一类冶金方法的总称。可在有炉衬的炉子中进行熔炼，也可以自耗电极的形式熔化提纯。主要用于特殊钢、超低碳不锈钢、高温合金以及活性和难熔金属（如钨、钼、铼、钽、铌、锆等）的生产。 利用等离子弧作为热源来熔化、精炼和重熔金属的一种冶炼方法，简称PM。有时它的熔炼对象也可以是非金属材料。等离子熔炼属于等离子体在冶金中的一个应用分支，也是特种熔炼技术的主要方法之一。等离子弧与自由电弧不同，属于压缩电弧，能量高度集中，电离度更高，它是用通有气体的等离子枪对电弧施以压缩而形成的。等离子熔炼的特点是电弧具有超高温并可有效地控制炉内气氛，因而适合于熔炼活泼金属、难熔金属及其合金。
等离子体技术在冶金中的应用可追溯到18世纪中叶，肯耐斯里(E. Kinnersly)等人用电火花熔化金属。1878年法国西门子(W. Siemens)发明了带水冷底阳极的直流电弧炉和水平非转移弧的直流电弧炉。后者即为现代等离子熔炼炉的雏形。它的两根电极水平设置，其中阴极为水冷铜棒，阳极为石墨管，通入中性或还原性气体。现代等离子熔炼技术开发于20世纪50年代末至60年代初，美国联合碳化物(UnionCarbide)公司所属的林德(Linde)公司开始研制的11kg的等离子电弧炉PAF和实验型等离子电弧重熔(PAR)炉。在同一时期，前苏联、东欧国家以及日本也进行了许多研究工作，并将其应用于工业生产。到了70年代乌克兰巴顿电焊研究所已形成PAR炉的系列设备，最大容量为5t。原民主德国弗赖塔尔(Freital)特殊钢厂于1973年和1977年先后投产了15t和40t两座PAR炉。日本大同特殊钢公司于1969年和1975年开发了0. 5t和2t的等离子感应炉(PIF)。该公司于1982年还建成了2t的PAR炉。日本不锈钢公司(Ul-vac)在60年代开发了等离子电子束重熔技术，1971年建成了一台有6支枪，每支枪输出400kW的等离子电子束重熔(PEB)设备，直接由海绵钛炼成3t的钛锭。进入80年代，等离子熔炼技术已比较成熟，发展也相对减慢。近年来在钢水加热方面的应用发展较快，如等离子钢包加热和中间罐加热。中国于70年代初开始研究等离子熔炼技术并建成了一些实验设备和容量在0.5t以下的工业炉。等离子熔炼已在许多国家得到开发和应用，所涉及冶炼产品也十分广泛，但总的产量还较低。
等离子熔炼主要是基于等离子体的超高温和根据不同的需要可有效地控制炉内气氛以实现特殊金属或合金的熔炼。有时还可以利用水冷结晶器使金属或合金实现顺序凝固以获得高质量结晶组织的锭子。 等离子体电弧的获得 等离子体是固态、液态和气态之外物质的第4态，是分布于中性粒子气体中的电子与离子的混合物。而且正电荷与负电荷的浓度相等。它具有高的导电性、热容量和导热性。等离子体还受电场和磁场的作用。应用于冶金的是低温等离子体，温度通常为K。等离子体电弧是用直流电或交流电在两个或更多个电极间放电，有时也用高频电场放电获得的。放电时气体电离的实质是发生电子雪崩，这种雪崩具有连锁反应特性，因而电离速度极快。等离子体电弧是比自由电弧电离度更高的压缩电弧。当电极间气体放电形成的电弧受到外界气流、器壁或外磁场的压缩，使弧柱变细，温度更高，能量高度集中时便形成压缩电弧。 产生上述等离子电弧的装置叫做等离子发生器或称等离子枪。可分为转移型和非转移型两类。前者阴极装在等离子枪内而阳极是被加热的物体即被熔炼的金属;后者两根电极都装在枪内，通入的气体在枪内被电离，在两极间产生电弧，并从枪端喷出高温等离子火焰。另外，等离子枪所用的电源有直流、交流和交直流混合型。目前，等离子熔炼设备中使用的主要是直流转移弧型等离子电弧。空气电弧等离子体加热器
应用等离子体实验室
空气电弧等离子体加热器
发布时间：
　& 电弧等离子体具有高温、高焓、能量高度集中等特点，主要用于产生高温环境，广泛用于冶金、喷涂、焊接/切割高温化学、耐高温陶瓷材料制备和处理、纳米材料制备、材料表面处理、燃料转化和助燃、有害垃圾处理等。&
　　技术参数：功率：100-300KW&；　
　　效率：大于85%；　
　　电极寿命：&阴极&200-500h，
　　阳极&500-1500h。
Copyright@2013 中国科学技术大学
APL应用等离子体实验室
地址：安徽合肥黄山路443号 邮编：230027 电话（传真）：6　您现在的位置：>>
直流电弧等离子体发生器（装置）成套设备
发表日期：
成果介绍：
等离子体发生器（装置），又称为等离子体炬，它可将电能传递给工作气体从而形成高温电离气体。离子体发生器成套设备包括等离子体发生器、等离子体专用电源和辅助设备等，可实现对等离子体射流的控制、监测、显示等功能。
应用领域：
　& 需要温度超过3500℃的场合。如等离子体气化、等离子体锅炉无油点火、等离子体球化、等离子体化工、废弃物（有毒有害）处理等。
技术指标：
1、功率：5~300kW，等离子体温度K。
　& 等离子体射流的温度可达K，射流速度可超过200米/秒；工作气体可以是氮气、空气、氢气等。
2、直流电弧等离子体发生器（装置）成套设备
　& DC-5k型；DC-20k型；DC-35k型；DC-70k型；DC-120k型；DC-200k型；DC-350k型
成熟程度：
　& 已为国内工业厂家、大学等提供了多套等离子体发生装置。
应用前景：
　& 等离子体由于温度高，具有很多优点，如化学反应速度快、效率高等，在节能减排、精细化工、环境保护等方面都有其潜在的用途。
推广及合作方式：
　& 提供全套设备，可根据用户的特殊需要提供不同温度、不同工作气体、不同功率的等离子体发生器，提供技术服务。
等离子体射流
等离子体发生器
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地　 址：北京海淀北四环西路15号
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电　 话：010-543816
传　 真：010-
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