CN109112492B - 一种适用于多根窄细管道内表面镀膜的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于多根窄细管道内表面镀膜的装置，包括真空腔室、涡轮分子泵、阴极丝、第一电源及第二电源；真空腔室一端的侧面沿周向设置有若干进气口，真空腔室另一端的侧面设置有排气口及用于检测真空腔室真空度的真空计，涡轮分子泵与所述排气口相连通，真空腔室内设置有支撑架，各窄细管道依次固定于支撑架上，阴极丝的一端与第一电源相连接，阴极丝的另一端插入于真空腔室内后穿过各窄细管道，真空腔室的外壁上设置有电磁线圈，第二电源与所述电磁线圈相连接，该装置能够实现多个窄细管道的镀膜，并且薄膜的均匀性较好，镀膜的效率高。

Description

一种适用于多根窄细管道内表面镀膜的装置
技术领域
本发明属于镀膜技术领域，涉及一种适用于多根窄细管道内表面镀膜的装置。
背景技术
镀膜技术是现阶段广泛应用的材料表面处理工艺的一种，普遍应用于工业管道、材料、微电子、太阳能集热管、粒子加速器束流管道内表面处理等领域，其应用范围广，市场需求量大。比如，对于家用热水器的冷水管道和热水管道，由于长时间与水接触，容易造成紫铜水管的腐蚀，严重时可导致管道漏水，极大降低了管道的使用寿命。对于太阳能集热管，需要对集热管内表面镀选择性吸收涂层，提高太阳能的集热效率。为了增强管道的防腐蚀能力，提高太阳能集热管的热能效率，可对管道内表面镀耐腐蚀薄膜或者选择性吸收涂层(如TiN，AlN等薄膜)。
由于此类管道的内径一般为20～100mm左右，如何对多根窄细管道进行批量镀膜就成为了一个难点。此外，由于细管道内部压强梯度变化较大，如何提高薄膜的均匀性就成为第二个问题。总之，目前镀膜装置存在的问题是镀膜装置批量加工管道的数量少，效率低，难以满足工业上批量加工的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种适用于多根窄细管道内表面镀膜的装置，该装置能够实现多个窄细管道的镀膜，并且薄膜的均匀性较好，镀膜的效率高。
为达到上述目的，本发明所述的适用于多根窄细管道内表面镀膜的装置包括真空腔室、涡轮分子泵、阴极丝、第一电源及第二电源；
真空腔室一端的侧面沿周向设置有若干进气口，真空腔室另一端的侧面设置有排气口及用于检测真空腔室真空度的真空计，涡轮分子泵与所述排气口相连通，真空腔室内设置有支撑架，各窄细管道依次固定于支撑架上，阴极丝的一端与第一电源相连接，阴极丝的另一端插入于真空腔室内后穿过各窄细管道，真空腔室的外壁上设置有电磁线圈，第二电源与所述电磁线圈相连接。
真空腔室的端部设置有观察窗。
所述支撑架包括两组支撑装置，其中，所述两组支撑装置均包括横向杆及竖向杆，其中，横向杆固定于竖向杆的上端，各窄细管道的两侧均分别固定于两组支撑装置中的横向杆上。
横向杆上设置有弹力夹片，其中，弹力夹片的一端通过螺栓固定于横向杆上，弹力夹片的另一端压紧于窄细管道上。
横向杆上与窄细管道相接触的位置为圆弧形结构。
还包括固定于真空腔室内的支撑板，竖向杆的下端设置有滚轮，滚轮位于支撑板上。
各进气口处均设置有流量调节阀门。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的适用于多根窄细管道内表面镀膜的装置在具体操作时，将各窄细管道依次固定于支撑架上，以实现多个窄细管道的一次性镀膜。另外，本发明中，通过电磁线圈为窄细管道所在区域提供磁场，以提高薄膜的镀膜速率及薄膜的附着性能，在实际操作中，磁场的大小可通过第二电源的输出电流及输出电压来进行调节。同时，真空腔室一端的侧面沿周向设置有若干进气口，真空腔室另一端的侧面设置有排气口，涡轮分子泵与所述排气口相连通，以提高镀膜的均匀性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中支撑架5的结构示意图；
图3为本发明中弹力夹片的位置图。
其中，1为真空计、2为电磁线圈、3为真空腔室、4为进气口、5为支撑架、61为第一电源、62为第二电源、7为窄细管道、8为支撑板、9为阴极丝、10为涡轮分子泵、11为观察窗、12为滚轮、13为螺栓、14为弹力夹片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1至图3，本发明所述的适用于多根窄细管道内表面镀膜的装置包括真空腔室3、涡轮分子泵10、阴极丝9、第一电源61及第二电源62；真空腔室3一端的侧面沿周向设置有若干进气口4，真空腔室3另一端的侧面设置有排气口及用于检测真空腔室3真空度的真空计1，涡轮分子泵10与所述排气口相连通，真空腔室3内设置有支撑架5，各窄细管道7依次固定于支撑架5上，阴极丝9的一端与第一电源61相连接，阴极丝9的另一端插入于真空腔室3内后穿过各窄细管道7，真空腔室3的外壁上设置有电磁线圈2，第二电源62与所述电磁线圈2相连接。
真空腔室3的端部设置有观察窗11；各进气口4处均设置有流量调节阀门。
所述支撑架5包括两组支撑装置，其中，所述两组支撑装置均包括横向杆及竖向杆，其中，横向杆固定于竖向杆的上端，各窄细管道7的两侧均分别固定于两组支撑装置中的横向杆上；横向杆上设置有弹力夹片14，其中，弹力夹片14的一端通过螺栓13固定于横向杆上，弹力夹片14的另一端压紧于窄细管道7上；横向杆上与窄细管道7相接触的位置为圆弧形结构。本发明还包括固定于真空腔室3内的支撑板8，竖向杆的下端设置有滚轮12，滚轮12位于支撑板8上。
本发明能够进行直流溅射镀膜、直流磁控溅射镀膜、射频磁控溅射镀膜及射频溅射镀膜，在具体操作时，氩气或者氮气等气体可通过流量调节阀门引入到真空腔室3中，通过第二电源62为电磁线圈2提供电能，通过电磁线圈2提供磁控溅射镀膜所需的磁场，磁场强度为0-500Gauss范围。
在直流溅射镀膜实验中，打开涡轮分子泵10进行抽气，直至真空腔室3的本底压强为10-4Pa左右。然后将N2/Ar等气体通过流量调节阀门引入到真空腔室3中，待压强稳定在0.1-100Pa之间的预设工作压强时，开始给阴极丝9供电，此时产生辉光放电；当需要加入磁场时，可在辉光放电稳定后打开第二电源62，通过电磁线圈2提供磁场，在实际操作中，可以根据所需磁场的大小调节电磁线圈2的电压及电流。
在射频溅射镀膜实验中，第一电源61选用射频匹配器及射频功率源，其他仪器与直流溅射实验相同。使用射频电源时需要反复调节耦合旋钮及调谐旋钮，使得反射功率控制在10W以下；当需要加入磁场，可在辉光放电稳定后打开第二电源62，通过电磁线圈2提供磁场，在实际操作中，可以根据所需磁场的大小调节电磁线圈2的电压及电流。
另外，本发明通过弹力夹片14对窄细管道7进行固定，通过横向杆对窄细管道7进行支撑，以提高镀膜的效率及单次加工管道的数量，为提高薄膜的均匀性，在真空腔室3的侧面沿周向设置有若干进气口4，真空腔室3的另一端连通涡轮分子泵10。

Claims (2)

1.一种适用于多根窄细管道镀膜的装置，其特征在于，包括真空腔室(3)、涡轮分子泵(10)、阴极丝(9)、第一电源(61)及第二电源(62)；
真空腔室(3)一端的侧面沿周向设置有若干进气口(4)，真空腔室(3)另一端的侧面设置有排气口及用于检测真空腔室(3)真空度的真空计(1)，涡轮分子泵(10)与所述排气口相连通，真空腔室(3)内设置有支撑架(5)，各窄细管道(7)依次固定于支撑架(5)上，阴极丝(9)的一端与第一电源(61)相连接，阴极丝(9)的另一端插入于真空腔室(3)内后穿过各窄细管道(7)，真空腔室(3)的外壁上设置有电磁线圈(2)，第二电源(62)与所述电磁线圈(2)相连接；
所述支撑架(5)包括两组支撑装置，其中，所述两组支撑装置均包括横向杆及竖向杆，其中，横向杆固定于竖向杆的上端，各窄细管道(7)的两侧均分别固定于两组支撑装置中的横向杆上；
横向杆上设置有弹力夹片(14)，其中，弹力夹片(14)的一端通过螺栓(13)固定于横向杆上，弹力夹片(14)的另一端压紧于窄细管道(7)上；
横向杆上与窄细管道(7)相接触的位置为圆弧形结构；
还包括固定于真空腔室(3)内的支撑板(8)，竖向杆的下端设置有滚轮(12)，滚轮(12)位于支撑板(8)上；
各进气口(4)处均设置有流量调节阀门。
2.根据权利要求1所述的适用于多根窄细管道镀膜的装置，其特征在于，真空腔室(3)的端部设置有观察窗(11)。
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