真空アーク金属表面処理における処理後表面の制御に関する研究

真空电弧金属表面处理后处理表面控制研究

• 批准号: 17760582
• 负责人: 杉本 尚哉
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Akita Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760582/
• 关键词: 真空アーク; 陰極点; パルス放電; 酸化膜除去; 仕事関数

真空中のアーク放電(真空アーク)では、陰極上に「陰極点」と呼ばれる高エネルギー密度領域が発生し、陰極上をランダムに動き回る。真空アーク金属表面洗浄では、この特性を利用して金属表面上の不純物を蒸発除去する。これまでの研究により、金属表面状態により陰極点の振舞いが変化し、そのために洗浄後の金属表面も変化することがわかっているが、表面状態の陰極点挙動への影響と、陰極点挙動の金属表面への影響との間の詳細なメカニズムは不明である。本研究では、当補助金で購入したパルス電源を用いて真空アークを発生させ、発生直後の陰極点の様子を調べることにより、表面状態の陰極点挙動への影響を明らかにすることが最終目標である。表面が5μm程度の酸化膜で覆われたSS400鋼を陰極として、200Paのアルゴン雰囲気下でパルス長10μs、電極間に1kVの電圧を印加すると、陰極上に突発的に輝点が観測された。放電電流の時間変化によると、電圧印加開始後〜8μsまでは比較的ゆっくりと電流が増加するのに対し、その後は電圧が切断されるまで急増しているのが分かった。電流値は最終的に100A以上に達している。一方、輝点が観測された後の陰極表面には、輝点により酸化膜が除去されたものと考えられる痕跡が見られた。痕跡は様々な形をしているが、〜100μmの大きさである。パルス後半の急増している電流変化が輝点の発生を示していて、さらに輝点のサイズが痕跡と同程度であるとした場合の輝点のエネルギー密度は、従来観測されていた陰極点のものとほぼ一致することから、観測された輝点は陰極点と考えられる。また、痕跡を顕微鏡で観察すると、中心付近の酸化膜が除去されずに残されているものが多数あるのが明らかとなった。これは、陰極点では中空状に電流が流れているか、あるいは、陰極点がさらに小さな構造を持っていてそれが移動しているものと推測されるが、その解明は今後の課題である。

The discharge in vacuum (vacuum discharge) and the "cathode point" on the cathode are called High-density field が発生し, cathode upper をランダムにmoving き回る. Vacuum cleaning of metal surfaces is characterized by the use of steam to remove impurities on the metal surface.これまでの Research により, Metal surface state によりCathode point oscillation dance いが変化し, そのためにThe metal surface も剉化 することがわか after cleaningっているが、The surface state of the cathode point is moved and the influence of the metal surface is affected. The details of the cathode point are moved and the metal surface is affected. The details are unknown. In this study, the power supply purchased with the subsidy was used to create a vacuum generator and a cathode point directly behind it. The effect of the surface state of the cathode point and the movement of the cathode point are the same as the final target. The surface is coated with an acidified film of 5 μm level and made of SS400 steel cathode and 200Pa stainless steel. The でパルス length is 10μs, the electric voltage between the electrodes is 1kV, the すると is added, and the bright spot on the cathode is measured using the された. The time change of the discharge current is reduced, and the discharge current is compared to 8μs after the start of the voltage application. The flow is increasing and the flow is increasing, and the electric pressure is cutting off when the flow is increasing. The final current value is 100A or more. On the one hand, the surface of the cathode after the bright point is measured and the acidified film is removed, and the traces of the bright point are removed. The traces are small and the shape is small, and the size is about 100μm.パルス The second half of the rapid increase of the current change of the bright point of the 発生をshow of the していて、さらに光点のサイズが Traces and the same degree of であるとしたoccasionの光The density of the point is the same as that of the cathode point.ぼ unanimous す る こ と か ら, Observation さ れ た luminous point は cathode point と 考 え ら れ る.また, traces of を顕Microscopic inspection, すると, center close のacidification film がremoval, されているものがmost あるのが明らかとなった.これは、The cathode point is hollow and the current is flowing れているか、あるいは、The cathode point is がさらに小さなstructure The movement of the movement of the movement is the speculation of the future and the explanation of the future problems.

项目成果

Surface variation caused by vacuum arc cleaning of organic contaminant

• DOI: 10.1016/j.tsf.2005.08.078
• 发表时间: 2006-05
• 期刊: Thin Solid Films
• 影响因子: 2.1
• 作者: M. Sugimoto;K. Takeda

Effect of Pressure on the Behavior of Cathode Spots in Oxide Removal by Arc Discharge

压力对电弧放电去除氧化物中阴极斑点行为的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: ISIJ International Vol.46・No.2
• 作者: Hajime Mitsui;Shinsuke Kurihana;K.Arai;K.Arai;K.Arai;荒井健太郎;粟倉泰弘;N.Katagiri;片桐 誠之;N.Katagiri;N.Katagiri;N.Katagiri;杉本 尚哉;杉本 尚哉;武田 紘一
• 通讯作者: 武田 紘一

Mass Spectrum Analysis of Gas Emitted during Organic Contaminant Removal from a Metal Surface with an Arc in Low Vacuum

低真空电弧去除金属表面有机污染物时排放气体的质谱分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Flow Dynamics Vol. 832
• 作者: Hajime Mitsui;Shinsuke Kurihana;K.Arai;K.Arai;K.Arai;荒井健太郎;粟倉泰弘;N.Katagiri;片桐 誠之;N.Katagiri;N.Katagiri;N.Katagiri;杉本 尚哉;杉本 尚哉
• 通讯作者: 杉本 尚哉

Cleaning Characteristics of Vacuum Arc for Organic Contaminant on Metal Surface

真空电弧对金属表面有机污染物的清洗特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: JSME International Journal, Series B Vol.48・No.3
• 作者: Hajime Mitsui;Shinsuke Kurihana;K.Arai;K.Arai;K.Arai;荒井健太郎;粟倉泰弘;N.Katagiri;片桐 誠之;N.Katagiri;N.Katagiri;N.Katagiri;杉本 尚哉;杉本 尚哉;武田 紘一;杉本 尚哉
• 通讯作者: 杉本 尚哉