非自耗真空電弧爐是利用等離子體的高溫、高能量和高活性進行金屬材料的熔煉和自然晶體生長。真空電弧加熱方式使用射頻(RF)發(fā)生器產生高頻應用場來引導鋁箔放電,形成電弧及其等離子體。當鋁箔被加熱到其熔點以上時,它流動到集合內靜電場所達到的垂直表面之上,隨即由于放電中所釋放的熱量再次熔融。
通過射頻激勵產生的正交場驅使電子和離子振蕩同時進行,從而沿水平方向等離子體根據振蕩情況形成橫立電極間的放電,將鋁箔熔化。產生等離子體振蕩與固體的粉末材料噴入同步進行,使晶體從等離子被構成之間的沉積所形成。
為了使爐內通量達到這么高,非自耗真空電弧爐采用了復合泵結構。它的系統由機械泵,分子泵和渦流泵三個主要元素組成。機械泵接在實驗的氣缸中,可以把氣壓降低到10~20Pa。在機械泵附近的地方,有一臺分子泵,該泵通過熱板對時機長出的氣體進行壓縮。因此,把機械泵科學地注入高分子涂層膜后,很快就可以將在爐內流動的氣壓降低到10-6mbar下面,這樣也可以使處理材料時營造適合的環(huán)境。
非自耗真空電弧爐的加熱功率主要由射頻發(fā)生器和變壓器組成,射頻發(fā)生器可以使鋁箔在等離子工作區(qū)之間發(fā)生放電。而變壓器可以將這些高頻脈沖轉換為更高的直流電壓,用于引導表面放電產生對物料的額外加熱。所以,通過調整射頻發(fā)生器的輸出功率來控制加熱功率。真空度的控制會隨著動態(tài)泵的運轉,電機泵中殘留氣體壓強很弱。再次使用微分和分析兩種傳感器來進行控制。