CN108559960A - 一种绝缘材料管道内壁镀膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绝缘材料管道内壁镀膜装置。所述装置包括：二级溅射电极和旋转设备；二级溅射电极的阴极靶材沿轴向穿设在待镀膜绝缘材料管道内，旋转设备与待镀膜绝缘材料管道的一端固定连接；二级溅射电极与旋转设备均设置在真空设备内，真空设备用于使装置处于真空环境。本发明适用于对小尺寸内径的绝缘材料管道内壁进行镀膜，且镀膜膜层厚度均匀、结合力一致。

Description

一种绝缘材料管道内壁镀膜装置
技术领域
本发明涉及镀膜技术领域，特别是涉及一种绝缘材料管道内壁镀膜装置。
背景技术
管筒件内壁表面处理一直都是等离子体表面改性的难题，特别是内径较细、长径比较大及变径的管件，等离子体难以进入管件，因而处理难度较大。目前，管内壁镀膜技术是采用电弧离子镀加电磁线圈装置组成的内壁镀膜方式，主要应用于金属大内径管镀膜。现有的管内壁镀膜技术主要针对金属管道内壁进行表面处理，采用的方式均为从管口一侧向另外一侧进行离子覆膜，在管内壁进口处膜层处理比较快，厚度为最厚，在管道内壁逐渐向管内延伸，厚度逐渐减薄，这样就导致镀膜膜层厚度不均匀，结合力难以保障一致性。
发明内容
基于此，有必要提供一种针对小尺寸内径的绝缘材料管道内壁，且镀膜膜层厚度均匀的绝缘材料管道内壁镀膜装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，包括：二级溅射电极和旋转设备；所述二级溅射电极的阴极靶材沿轴向穿设在待镀膜绝缘材料管道内，所述旋转设备与所述待镀膜绝缘材料管道的一端固定连接；所述二级溅射电极与所述旋转设备均设置在真空设备内，所述真空设备用于使所述装置处于真空环境。
可选的，所述旋转设备包括调速电机、主传动齿轮和从传动齿轮；所述调速电机的密封传动轴上设置所述主传动齿轮，所述从传动齿轮与所述主传动齿轮对应设置；所述二级溅射电极沿轴向穿设在所述主传动齿轮的中央位置，所述从传动齿轮与所述待镀膜绝缘材料管道的一端固定连接；所述从传动齿轮、所述二级溅射电极和所述待镀膜绝缘材料管道同轴设置；所述从传动齿轮、所述二级溅射电极和所述调速电机均与真空设备的底板固定。
可选的，所述装置还包括主传动轴承；所述主传动轴承与所述主传动齿轮固定连接，用于对所述主传动齿轮进行支撑和定位。
可选的，所述装置还包括绝缘支撑座，所述绝缘支撑座与所述主传动轴承固定连接，用于对所述主传动轴承进行支撑和定位。
可选的，所述装置还包括绝缘板，所述绝缘板分别与所述绝缘支撑座和所述底板固定，用于使所述绝缘支撑座和所述真空设备之间绝缘。
可选的，所述绝缘板分别与所述绝缘支撑座和所述底板通过螺钉固定。
可选的，所述二级溅射电极穿过所述绝缘板的中心，且与所述底板通过螺钉固定。
可选的，所述装置还包括电压源；所述二级溅射电极的阴极靶材与所述电压源连接，所述电压源的电压大于2000V。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，所述装置包括：二级溅射电极和旋转设备；二级溅射电极的阴极靶材沿轴向穿设在待镀膜绝缘材料管道内，旋转设备与待镀膜绝缘材料管道的一端固定连接；二级溅射电极与旋转设备均设置在真空设备内，真空设备用于使装置处于真空环境。该绝缘材料管道内壁镀膜装置中的旋转装置带动待镀膜绝缘材料管道进行旋转运动，在真空设备内通入惰性工作气体氩气后，会激发二级溅射电极的阴极靶材溅射原子，该原子沉积到旋转的待镀膜绝缘材料管道的内壁上，即形成膜层。该绝缘材料管道内壁镀膜装置可以在内径小于50㎜，长度大于100㎜的绝缘材料管道内壁上沉积一层厚度均匀、结合力一致的致密膜层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种绝缘材料管道内壁镀膜装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例一种绝缘材料管道内壁镀膜装置的结构示意图。
参见图1，实施例的绝缘材料管道内壁镀膜装置包括：二级溅射电极1和旋转设备；所述二级溅射电极1的阴极靶材2沿轴向穿设在待镀膜绝缘材料管道3内，所述旋转设备与所述待镀膜绝缘材料管道3的一端固定连接；所述二级溅射电极1与所述旋转设备均设置在真空设备内，所述真空设备用于使所述装置处于真空环境。
所述旋转设备包括调速电机4、主传动齿轮5和从传动齿轮6；所述调速电机4的密封传动轴上设置所述主传动齿轮5，所述从传动齿轮6与所述主传动齿轮5对应设置；所述二级溅射电极1沿轴向穿设在所述主传动齿轮5的中央位置，所述从传动齿轮6与所述待镀膜绝缘材料管道3的一端固定连接；所述从传动齿轮6、所述二级溅射电极1和所述待镀膜绝缘材料管道3同轴设置；所述从传动齿轮6、所述二级溅射电极1和所述调速电机4均与真空设备的底板7固定。
作为一种可选的实施方式，所述装置还包括主传动轴承8、绝缘支撑座9和绝缘板10；所述主传动轴承8与所述主传动齿轮5固定连接，用于对所述主传动齿轮5进行支撑和定位；所述绝缘支撑座9与所述主传动轴承8固定连接，用于对所述主传动轴承8进行支撑和定位；所述绝缘板10分别与所述绝缘支撑座9和所述底板7通过螺钉固定，用于使所述绝缘支撑座9和所述真空设备之间绝缘；所述绝缘板分别与所述绝缘支撑座和所述底板固定；所述二级溅射电极1穿过所述绝缘板10的中心，且与所述底板7通过螺钉固定。
作为一种可选的实施方式，所述装置还包括电压源；所述二级溅射电极1的阴极靶材2与所述电压源连接，所述电压源的电压大于2000V。
所述绝缘材料管道内壁镀膜装置的工作原理为：调速电机4驱动主传动齿轮5旋转，主传动齿轮5带动从传动齿轮6旋转，从传动齿轮6带动待镀膜绝缘材料管道3进行旋转运动，在真空设备内通入惰性工作气体氩气后，会激发二级溅射电极1的阴极靶材2辉光放电，使氩气电离，产生氩原子，游离的氩原子会产生负电子及带正电的氩离子，负电子继续轰击游离的氩原子，这样就会产生更多的负电子及带正电的氩离子，如此，正电氩离子撞击负极(需要被溅射的材料)，通过能量直接传递转换，使阴极靶材2溅射原子，该原子沉积到旋转的待镀膜绝缘材料管道3的内壁上，即形成膜层。所述膜层的材料可为金属、非金属或半导体材料。
下面对上述绝缘材料管道内壁镀膜装置的镀膜性能进行验证。
采用上述装置在绝缘材料氧化铝管内壁镀膜，氧化铝管内径为50㎜，长度为80㎜，使用二级溅射电极放电镀膜，放电电压为3500V，放电电流为2A，镀膜时间为20分钟。
镀膜完成后，将氧化铝管切开，使用扫描电镜测试刨切断面的镀膜厚度。扫描电镜的型号为TESCAN S8000G镓离子型双束扫描电镜；得到的厚度数据为：84.5nm、84.6nm、84.7nm、85.3nm、85.7nm、85.2nm、86.2nm、85.9nm。根据对膜层厚度数据分析，得到膜层整体厚度的偏差在所有平均值的±1％以内。这就验证了绝缘材料管道内壁镀膜装置适用于对小尺寸内径的绝缘材料管道内壁进行镀膜，且镀膜膜层厚度均匀、结合力一致。
本实施例中的绝缘材料管道内壁镀膜装置，实现了对绝缘材料管道内壁镀膜，实现了小尺寸绝缘材料管道内壁镀膜，解决了小尺寸绝缘材料管道内壁镀膜的困难，通过二极溅射电极放电，在绝缘材料管道内壁镀膜所需的材料，获得的膜层厚度均匀，实现了膜层与绝缘材料之间结合强度的一致性。该绝缘材料管道内壁镀膜装置设计、安装简单，操作方便，在真空环境下通过气体放电实现镀膜，不产生废水、废气等污染物，安全环保。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，其特征在于，包括：二级溅射电极和旋转设备；所述二级溅射电极的阴极靶材沿轴向穿设在待镀膜绝缘材料管道内，所述旋转设备与所述待镀膜绝缘材料管道的一端固定连接；所述二级溅射电极与所述旋转设备均设置在真空设备内，所述真空设备用于使所述装置处于真空环境。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，其特征在于，所述旋转设备包括调速电机、主传动齿轮和从传动齿轮；所述调速电机的密封传动轴上设置所述主传动齿轮，所述从传动齿轮与所述主传动齿轮对应设置；所述二级溅射电极沿轴向穿设在所述主传动齿轮的中央位置，所述从传动齿轮与所述待镀膜绝缘材料管道的一端固定连接；所述从传动齿轮、所述二级溅射电极和所述待镀膜绝缘材料管道同轴设置；所述从传动齿轮、所述二级溅射电极和所述调速电机均与真空设备的底板固定。
3.根据权利要求2所述的一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，其特征在于，所述装置还包括主传动轴承；所述主传动轴承与所述主传动齿轮固定连接，用于对所述主传动齿轮进行支撑和定位。
4.根据权利要求3所述的一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，其特征在于，所述装置还包括绝缘支撑座，所述绝缘支撑座与所述主传动轴承固定连接，用于对所述主传动轴承进行支撑和定位。
5.根据权利要求4所述的一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，其特征在于，所述装置还包括绝缘板，所述绝缘板分别与所述绝缘支撑座和所述底板固定，用于使所述绝缘支撑座和所述真空设备之间绝缘。
6.根据权利要求5所述的一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，其特征在于，所述绝缘板分别与所述绝缘支撑座和所述底板通过螺钉固定。
7.根据权利要求5所述的一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，其特征在于，所述二级溅射电极穿过所述绝缘板的中心，且与所述底板通过螺钉固定。
8.根据权利要求1所述的一种绝缘材料管道内壁镀膜装置，其特征在于，所述装置还包括电压源；所述二级溅射电极的阴极靶材与所述电压源连接，所述电压源的电压大于2000V。
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