CN111607762A - 一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，在电子束物理气相沉积制备涂层的过程中，通过升降组件带动水冷坩埚内的靶材按照一定速度自动上升，通过旋转组件带动水冷坩埚内的靶材按照一定速度自动旋转，并结合电子束束流在靶材上扫描方法的优化，实现电子束物理气相沉积过程中靶材的自动、均匀、稳定蒸发，从而提高电子束物理气相沉积涂层制备过程的工艺稳定性，获得厚度重复性好、成分均匀稳定的高质量涂层。

Description

一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置

技术领域

本发明涉及热障涂层制备技术领域，尤其涉及一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置。

背景技术

电子束物理气相沉积(electron beam physical vapour deposition,EB-PVD)技术是在真空环境下利用高能量密度的电子束加热靶材，使其蒸发成气相，并在基板上凝结沉积成涂层的技术。在EB-PVD设备中，电子束的束流束斑大小和束斑位置由计算机控制，有利于精确控制涂层的厚度和均匀性。制备过程中坩埚通常采用水冷，将靶材放置在水冷坩埚中，可避免高温下被蒸发材料与坩埚发生化学反应而影响涂层纯度。

采用EB-PVD制备涂层的主要过程为：电子枪产生高能束流，电子束通过磁场或电场聚焦在靶材上使靶材熔化蒸发，蒸气通过稀薄气氛被输送到基板，然后在基板表面沉积成涂层。在制备过程中，EB-PVD设备利用计算机控制电子束流在靶材表面的扫描策略，如图6所示，电子束束流首先聚焦在靶材中心扫描t时间，然后向外移动d距离并以靶材中心为圆心进行圆周运动扫描t时间，完成圆周运动后再向外移动d距离然后不断重复上述操作，最终形成同心圆扫描轨迹。随着电子束束流由圆心向外移动，所扫描的圆环半径不断变大，而电子束束流在每个圆环上的扫描时间不变，这样会造成靶材消耗可控性差，需要采用人工调控的方式不断移动电子束扫描束流在靶面的移动，人工工作量较大，同时也会导致靶材熔化蒸发的稳定性差，影响涂层质量和厚度的精确控制。

公开号为[US6589351B1]的专利中，通过优化电子束扫描策略并结合激光监测的方式可以实现电子束物理气相沉积过程中陶瓷靶材的自动稳定蒸发，但该装置的硬件结构复杂，对电子束流的操控性和稳定性要求较高，不利于实现推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，用以提高电子束物理气相沉积涂层制备过程的工艺稳定性，获得稳定的沉积速率，提高涂层质量。

因此，本发明提供了一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，包括：升降组件(1)、旋转组件(2)和水冷组件(3)；其中，

所述升降组件(1)，用于控制靶材的上升速度，包括升降电机(4)、升降主动齿轮(5)、升降从动齿轮(6)、第一螺杆(7)、第二螺杆(8)、升降滑块(9)、升降杆(10)及升降架(11)；其中，所述升降电机(4)与所述升降主动齿轮(5)连接，用于控制所述升降主动齿轮(5)转动；所述升降主动齿轮(5)与所述升降从动齿轮(6)外啮合，用于带动所述升降从动齿轮(6)转动；所述升降架(11)位于所述升降从动齿轮(6)的上方，且位于所述第一螺杆(7)和所述第二螺杆(8)的下方，所述升降从动齿轮(6)用于通过所述升降架(11)带动所述第一螺杆(7)和所述第二螺杆(8)转动；所述第一螺杆(7)和所述第二螺杆(8)分别贯穿所述升降滑块(9)且与所述升降滑块(9)螺纹配合，用于使所述升降滑块(9)上下移动；所述升降滑块(9)位于所述升降杆(10)的下方且与所述升降杆(10)连接，用于带动所述升降杆(10)上下移动；

所述旋转组件(2)，用于控制靶材在蒸发过程中按照预设速度进行旋转，包括磁流体密封器(12)、水冷坩埚(13)、旋转主动齿轮(14)、旋转从动齿轮(15)、旋转电机(16)及转接口法兰(17)；其中，所述旋转电机(16)与所述旋转主动齿轮(14)连接，用于控制所述旋转主动齿轮(14)转动；所述旋转主动齿轮(14)与所述旋转从动齿轮(15)外啮合，用于带动所述旋转从动齿轮(15)转动；所述磁流体密封器(12)位于所述旋转从动齿轮(15)的上方且与所述旋转从动齿轮(15)键连，所述水冷坩埚(13)位于所述磁流体密封器(12)的上方且与所述磁流体密封器(12)固定连接；所述旋转从动齿轮(15)位于所述升降组件(1)的上方，通过转接口法兰(17)与所述升降组件(1)连接，用于带动所述升降组件(1)、所述磁流体密封器(12)及所述水冷坩埚(13)一起转动；

所述升降杆(10)依次贯穿所述转接口法兰(17)、所述旋转从动齿轮(15)和所述磁流体密封器(12)，所述升降杆(10)的顶部与所述水冷坩埚(13)内靶材的底部接触，用于使靶材在蒸发过程中上升；其中，所述升降杆(10)的长度不小于所述靶材的厚度；

所述水冷组件(3)，用于对所述升降杆(10)、所述磁流体密封器(12)和所述水冷坩埚(13)进行冷却，包括水电滑环(18)和导水管(19)；其中，所述水电滑环(18)包括转动端(20)和静止端(21)上下两部分，所述转动端(20)通过金属板(22)与所述升降架(11)固定连接，所述转动端(20)随所述升降组件(1)中的升降架(11)一起转动；

所述水电滑环(18)的静止端(21)设有第一进水口(23)和第一出水口(24)，所述水电滑环(18)的转动端(20)设有第二进水口(25)和第二出水口(26)；所述第二进水口(25)与所述第一出水口(24)连通，所述第二出水口(26)与所述第一进水口(23)连通；

所述升降杆(10)的表面设有第三进水口(27)和第三出水口(28)，内部设有将所述第三进水口(27)和所述第三出水口(28)连通的第一水流通道；

所述磁流体密封器(12)和所述水冷坩埚(13)均为中空的圆筒结构；所述磁流体密封器(12)的表面设有第四进水口(29)和第四出水口(30)，顶部圆周设有多组第五进水口(31)和第五出水口(32)，内部设有将所述第四进水口(29)和所有第五出水口(32)连通的第二水流通道以及将所述第四出水口(30)和所有第五进水口(31)连通的第三水流通道；所述水冷坩埚(13)的底部圆周设有与各所述第五出水口(32)一一对应连通的多个第六进水口(33)以及与各所述第五进水口(31)一一对应连通的多个第六出水口(34)，内部设有将各所述第六进水口(33)和各所述第六出水口(34)连通的第四水流通道；

所述升降杆(10)表面的第三进水口(27)通过所述导水管(19)与所述转动端(20)表面的第二出水口(26)连通，所述升降杆(10)表面的第三出水口(28)通过所述导水管(19)与所述磁流体密封器(12)表面的第四进水口(29)连通，所述磁流体密封器(12)表面的第四出水口(30)通过导水管(19)与所述转动端(20)表面的第二进水口(25)连通；所述导水管(19)随所述升降杆(10)、所述转动端(20)和所述磁流体密封器(12)一起转动。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置中，所述升降架(11)内设有外啮合的第一齿轮和第二齿轮；

所述第一螺杆(7)延伸至所述升降架(11)内与所述第一齿轮键连，且与所述升降从动齿轮(6)键连；

所述第二螺杆(8)延伸至所述升降架(11)内与所述第二齿轮键连。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置中，所述水冷坩埚(13)通过螺栓与所述磁流体密封器(12)固定连接。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置中，所述水冷坩埚(13)的内径与所述磁流体密封器(12)的内径一致。

本发明还提供了一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置的电子束束斑扫描方法，包括如下步骤：

S1：电子束束流在靶材中心进行扫描；

S2：电子束束流向外移动d距离，以靶材中心为圆心进行扫描，扫描轨迹为圆弧；

多次重复步骤S2，直至电子束束流到达靶材圆周位置；其中，各次扫描的圆弧的圆心角相同。

本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，在电子束物理气相沉积制备涂层的过程中，通过升降组件带动水冷坩埚内的靶材按照一定速度自动上升，通过旋转组件带动水冷坩埚内的靶材按照一定速度自动旋转，并结合电子束束流在靶材上扫描方法的优化，实现电子束物理气相沉积过程中靶材的自动、均匀、稳定蒸发，从而提高电子束物理气相沉积涂层制备过程的工艺稳定性，获得厚度重复性好、成分均匀稳定的高质量涂层。

附图说明

图1为本发明提供的一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置的结构示意图；

图2为磁流体密封器顶部进水口与出水口位置示意图；

图3为水冷坩埚底部进水口与出水口位置示意图；

图4为本发明提供的一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置的电子束束斑扫描方法的流程图；

图5为本发明提供的一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置的电子束束斑扫描方法的扫描路径示意图；

图6为现有的电子束束斑扫描方法的扫描路径示意图；

图7为采用本发明提供的一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置经过不同时间制备的涂层厚度对比示意图；

图8为采用本发明提供的一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置经过1h时间制备的涂层微观形貌示意图；

图9为采用现有的固定坩埚喷涂后的靶材表面的照片；

图10为采用本发明提供的一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置喷涂后的靶材表面的照片。

附图标记：1：升降组件，2：旋转组件，3：水冷组件，4：升降电机，5：升降主动齿轮，6：升降从动齿轮，7：第一螺杆，8：第二螺杆，9：升降滑块，10：升降杆，11：升降架，12：磁流体密封器，13：水冷坩埚，14：旋转主动齿轮，15：旋转从动齿轮，16：旋转电机，17：转接口法兰，18：水电滑环，19：导水管，20：转动端，21：静止端，22：金属板；23：第一进水口，24：第一出水口，25：第二进水口，26：第二出水口，27：第三进水口，28：第三出水口，29：第四进水口，30：第四出水口，31：第五进水口，32：第五出水口，33：第六进水口，34：第六出水口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本发明。

本发明提供的一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，如图1所示，包括：升降组件1、旋转组件2和水冷组件3；其中，

升降组件1，用于控制靶材的上升速度，包括升降电机4、升降主动齿轮5、升降从动齿轮6、第一螺杆7、第二螺杆8、升降滑块9、升降杆10及升降架11；其中，升降电机4与升降主动齿轮5连接，用于控制升降主动齿轮5转动；升降主动齿轮5与升降从动齿轮6外啮合，用于带动升降从动齿轮6转动；升降架11位于升降从动齿轮6的上方，且位于第一螺杆7和第二螺杆8的下方，升降从动齿轮6用于通过升降架11带动第一螺杆7和第二螺杆8转动；第一螺杆7和第二螺杆8分别贯穿升降滑块9且与升降滑块9螺纹配合，用于使升降滑块9上下移动；升降滑块9位于升降杆10的下方且与升降杆10连接，用于带动升降杆10上下移动；

旋转组件2，用于控制靶材在蒸发过程中按照预设速度进行旋转，包括磁流体密封器12、水冷坩埚13、旋转主动齿轮14、旋转从动齿轮15、旋转电机16及转接口法兰17；其中，旋转电机16与旋转主动齿轮14连接，用于控制旋转主动齿轮14转动；旋转主动齿轮14与旋转从动齿轮15外啮合，用于带动旋转从动齿轮15转动；磁流体密封器12位于旋转从动齿轮15的上方且与旋转从动齿轮15键连，水冷坩埚13位于磁流体密封器12的上方且与磁流体密封器12固定连接；旋转从动齿轮15位于升降组件1的上方，通过转接口法兰17与升降组件1连接，用于带动升降组件1、磁流体密封器12及水冷坩埚13一起转动；

升降杆10依次贯穿转接口法兰17、旋转从动齿轮15和磁流体密封器12，升降杆10的顶部与水冷坩埚13内靶材的底部接触，用于使靶材在蒸发过程中上升；其中，升降杆10的长度不小于靶材的厚度；

水冷组件3，用于对升降杆10、磁流体密封器12和水冷坩埚13进行冷却，包括水电滑环18和导水管19；其中，水电滑环18包括转动端20和静止端21上下两部分，转动端20通过金属板22与升降架11固定连接，转动端20随升降组件1中的升降架11一起转动；

水电滑环18的静止端21设有第一进水口23和第一出水口24，水电滑环18的转动端20设有第二进水口25和第二出水口26；第二进水口25与第一出水口24连通，第二出水口26与第一进水口23连通；

升降杆10的表面设有第三进水口27和第三出水口28，内部设有将第三进水口27和第三出水口28连通的第一水流通道；

磁流体密封器12和水冷坩埚13均为中空的圆筒结构；磁流体密封器12的表面设有第四进水口29和第四出水口30，如图2所示，顶部圆周设有多组第五进水口31和第五出水口32，内部设有将第四进水口29和所有第五出水口32连通的第二水流通道以及将第四出水口30和所有第五进水口31连通的第三水流通道；如图3所示，水冷坩埚13的底部圆周设有与各第五出水口32一一对应连通的多个第六进水口33以及与各第五进水口31一一对应连通的多个第六出水口34，内部设有将各第六进水口33和各第六出水口34连通的第四水流通道；

升降杆10表面的第三进水口27通过导水管19与转动端20表面的第二出水口26连通，升降杆10表面的第三出水口28通过导水管19与磁流体密封器12表面的第四进水口29连通，磁流体密封器12表面的第四出水口30通过导水管19与转动端20表面的第二进水口25连通；导水管19随升降杆10、转动端20和磁流体密封器12一起转动。

在本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置中，升降组件的工作原理如下：升降电机控制升降主动齿轮转动，通过齿轮外啮合使得升降从动齿轮转动，升降从动齿轮通过与升降架内部齿轮的配合带动两个螺杆转动，通过两个螺杆与升降滑块之间的螺纹配合，使得升降滑块带动升降杆上升，升降杆的顶端与水冷坩埚内靶材的底部接触，控制靶材在涂层沉积过程中上升。旋转组件的工作原理如下：旋转电机控制旋转主动齿轮转动，通过齿轮外啮合使得旋转从动齿轮转动，从而带动与旋转从动齿轮键连的磁流体密封器转动，进而带动与磁流体密封器固定连接的水冷坩埚转动，实现水冷坩埚内靶材的转动。升降组件与旋转组件通过转接口法兰连接，升降组件在旋转组件的带动下同步转动。水冷组件中水电滑环的转动端与升降组件中的升降架固定连接，导水管分别连接升降杆、转动端和磁流体密封器表面的进水口和出水口，在旋转组件的带动下水电滑环的转动端和导水管同步转动。

在涂层沉积过程中，靶材不断被消耗，靶材表面逐渐凹陷，导致靶材与基板之间的距离不断增大，这样会影响沉积涂层的质量，为了避免此问题，本发明通过升降组件控制靶材的上升速度，可以使靶材在被消耗过程中与基板之间的距离保持不变，从而可以保证沉积涂层的质量。并且，在涂层沉积过程中，通过旋转组件控制水冷坩埚的旋转速度，可以实现稳定控制靶材的旋转速度，提高电子束物理气相沉积涂层制备过程的工艺稳定性，获得稳定的沉积速率，提高涂层质量。这样，在电子束物理气相沉积过程中，水冷坩埚内的靶材保持一定的旋转速度并以一定的速度上升。

在本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置中，升降杆、磁流体密封器、水冷坩埚内部存在水流通道，可以保证在涂层沉积过程中，冷却水的充足流量和充分流动，从而带走沉积时升降杆、磁流体密封器、水冷坩埚的热量。冷却水的循环过程如下：外部水通过第一进水口进入水电滑环的静止端，从水电滑环的转动端的第二出水口流出后，沿导水管通过第三进水口流入升降杆内，从升降杆的第三出水口流出后，沿导水管通过第四进水口进入磁流体密封器中，从磁流体密封器的第五出水口流出后，通过水冷坩埚的第六进水口进入水冷坩埚内，从水冷坩埚的第六出水口流出后，通过磁流体密封器的第五进水口进入磁流体密封器内，从磁流体密封器的第四出水口流出后，沿导水管通过第二进水口流进水电滑环的转动端，从水电滑环的静止端的第一出水口流出。

在具体实施时，在本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置中，为了实现升降从动齿轮通过升降架带动第一螺杆和第二螺杆转动，可以将升降架的结构设计如下：升降架内设有外啮合的第一齿轮和第二齿轮；第一螺杆延伸至升降架内与第一齿轮键连，且与升降从动齿轮键连；第二螺杆延伸至升降架内与第二齿轮键连；这样，旋转从动齿轮在旋转电机和旋转主动齿轮的带动下发生转动时，可以带动第一螺杆转动，第一螺杆带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第二螺杆转动，从而实现升降从动齿轮通过升降架带动第一螺杆和第二螺杆转动。

在具体实施时，在本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置中，水冷坩埚与磁流体密封器固定连接，具体可以通过螺栓将水冷坩埚与磁流体密封器固定连接。当然，水冷坩埚与磁流体密封器实现固定连接并非局限于此，还可以采用能够实现固定连接的其他方式，在此不作限定。

较佳地，在本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置中，可以将水冷坩埚的内径与磁流体密封器的内径设计为一致，这样，便于升降杆在水冷坩埚和磁流体密封器的中空结构中升降。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置的电子束束斑扫描方法，如图4所示，包括如下步骤：

S1：电子束束流在靶材中心进行扫描；

S2：电子束束流向外移动d距离，以靶材中心为圆心进行扫描，扫描轨迹为圆弧；

多次重复步骤S2，直至电子束束流到达靶材圆周位置；其中，各次扫描的圆弧的圆心角相同，电子束束斑的扫描路径如图5所示。

与现有的电子束束斑的扫描方法(扫描路径如图6所示)相比，本发明提供的上述电子束束斑的扫描方法，在扇形区域内进行S形扫描，可以实现靶材旋转时电子束能量沿径向的均匀分布，确保靶材的稳定蒸发。

利用本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，通过电子束物理气相沉积进行靶材蒸发。在蒸发过程中，电子束束流的移动路径如图5所示，根据蒸发过程中靶材的运动状态，设定电子束束流在每个圆弧上的扫描速度，以保证制备过程中电子束束流在靶材表面的均匀扫描。将YSZ靶材放置水冷坩埚内，升降电机控制升降主动齿轮转动，旋转电机控制旋转主动齿轮转动，从而带动升降从动齿轮和旋转从动齿轮转动，继而在与升降从动齿轮配合的两个螺杆的带动下，升降滑块带动升降杆上升，同时在旋转从动齿轮的带动下，磁流体密封器和水冷坩埚带动靶材旋转。

以沉积时间为变量，其它沉积条件不变，分别在基板上制备t、2t、3t单位时间的涂层，得到三种不同厚度的涂层。首先，测量t时间制备的涂层厚度，预测2t和3t时间制备的涂层厚度应分别为t时间制备的涂层厚度的2倍和3倍；然后，将在t、2t、3t时间内制备的涂层的实际厚度与理论厚度值进行对比，由图7可以看出，制备的涂层的实际厚度与理论厚度值符合，这验证了使用本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置制备涂层，沉积速率稳定。使用本发明实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置在基板上沉积涂层，沉积1h后得到涂层的微观形貌如图8所示，由图8可以看出，利用本发明实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置可以制备出具有良好柱状晶的热障涂层。图9为使用传统固定坩埚制备涂层后的靶材表面的照片，图10为使用本发明实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置制备涂层后的靶材表面的照片，通过对比两张照片，可以明显得出，使用本发明实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置制备涂层后靶材表面基本平整，表明在沉积过程中，靶材表面被均匀蒸发。

本发明提供的上述实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，在电子束物理气相沉积制备涂层的过程中，通过升降组件带动水冷坩埚内的靶材按照一定速度自动上升，通过旋转组件带动水冷坩埚内的靶材按照一定速度自动旋转，并结合电子束束流在靶材上扫描方法的优化，实现电子束物理气相沉积过程中靶材的自动、均匀、稳定蒸发，从而提高电子束物理气相沉积涂层制备过程的工艺稳定性，获得厚度重复性好、成分均匀稳定的高质量涂层。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，其特征在于，包括：升降组件(1)、旋转组件(2)和水冷组件(3)；其中，

所述升降组件(1)，用于控制靶材的上升速度，包括升降电机(4)、升降主动齿轮(5)、升降从动齿轮(6)、第一螺杆(7)、第二螺杆(8)、升降滑块(9)、升降杆(10)及升降架(11)；其中，所述升降电机(4)与所述升降主动齿轮(5)连接，用于控制所述升降主动齿轮(5)转动；所述升降主动齿轮(5)与所述升降从动齿轮(6)外啮合，用于带动所述升降从动齿轮(6)转动；所述升降架(11)位于所述升降从动齿轮(6)的上方，且位于所述第一螺杆(7)和所述第二螺杆(8)的下方，所述升降从动齿轮(6)用于通过所述升降架(11)带动所述第一螺杆(7)和所述第二螺杆(8)转动；所述第一螺杆(7)和所述第二螺杆(8)分别贯穿所述升降滑块(9)且与所述升降滑块(9)螺纹配合，用于使所述升降滑块(9)上下移动；所述升降滑块(9)位于所述升降杆(10)的下方且与所述升降杆(10)连接，用于带动所述升降杆(10)上下移动；

所述旋转组件(2)，用于控制靶材在蒸发过程中按照预设速度进行旋转，包括磁流体密封器(12)、水冷坩埚(13)、旋转主动齿轮(14)、旋转从动齿轮(15)、旋转电机(16)及转接口法兰(17)；其中，所述旋转电机(16)与所述旋转主动齿轮(14)连接，用于控制所述旋转主动齿轮(14)转动；所述旋转主动齿轮(14)与所述旋转从动齿轮(15)外啮合，用于带动所述旋转从动齿轮(15)转动；所述磁流体密封器(12)位于所述旋转从动齿轮(15)的上方且与所述旋转从动齿轮(15)键连，所述水冷坩埚(13)位于所述磁流体密封器(12)的上方且与所述磁流体密封器(12)固定连接；所述旋转从动齿轮(15)位于所述升降组件(1)的上方，通过转接口法兰(17)与所述升降组件(1)连接，用于带动所述升降组件(1)、所述磁流体密封器(12)及所述水冷坩埚(13)一起转动；

所述升降杆(10)依次贯穿所述转接口法兰(17)、所述旋转从动齿轮(15)和所述磁流体密封器(12)，所述升降杆(10)的顶部与所述水冷坩埚(13)内靶材的底部接触，用于使靶材在蒸发过程中上升；其中，所述升降杆(10)的长度不小于所述靶材的厚度；

所述水冷组件(3)，用于对所述升降杆(10)、所述磁流体密封器(12)和所述水冷坩埚(13)进行冷却，包括水电滑环(18)和导水管(19)；其中，所述水电滑环(18)包括转动端(20)和静止端(21)上下两部分，所述转动端(20)通过金属板(22)与所述升降架(11)固定连接，所述转动端(20)随所述升降组件(1)中的升降架(11)一起转动；

所述水电滑环(18)的静止端(21)设有第一进水口(23)和第一出水口(24)，所述水电滑环(18)的转动端(20)设有第二进水口(25)和第二出水口(26)；所述第二进水口(25)与所述第一出水口(24)连通，所述第二出水口(26)与所述第一进水口(23)连通；

所述升降杆(10)的表面设有第三进水口(27)和第三出水口(28)，内部设有将所述第三进水口(27)和所述第三出水口(28)连通的第一水流通道；

所述磁流体密封器(12)和所述水冷坩埚(13)均为中空的圆筒结构；所述磁流体密封器(12)的表面设有第四进水口(29)和第四出水口(30)，顶部圆周设有多组第五进水口(31)和第五出水口(32)，内部设有将所述第四进水口(29)和所有第五出水口(32)连通的第二水流通道以及将所述第四出水口(30)和所有第五进水口(31)连通的第三水流通道；所述水冷坩埚(13)的底部圆周设有与各所述第五出水口(32)一一对应连通的多个第六进水口(33)以及与各所述第五进水口(31)一一对应连通的多个第六出水口(34)，内部设有将各所述第六进水口(33)和各所述第六出水口(34)连通的第四水流通道；

所述升降杆(10)表面的第三进水口(27)通过所述导水管(19)与所述转动端(20)表面的第二出水口(26)连通，所述升降杆(10)表面的第三出水口(28)通过所述导水管(19)与所述磁流体密封器(12)表面的第四进水口(29)连通，所述磁流体密封器(12)表面的第四出水口(30)通过导水管(19)与所述转动端(20)表面的第二进水口(25)连通；所述导水管(19)随所述升降杆(10)、所述转动端(20)和所述磁流体密封器(12)一起转动。

2.如权利要求1所述的实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，其特征在于，所述升降架(11)内设有外啮合的第一齿轮和第二齿轮；

所述第一螺杆(7)延伸至所述升降架(11)内与所述第一齿轮键连，且与所述升降从动齿轮(6)键连；

所述第二螺杆(8)延伸至所述升降架(11)内与所述第二齿轮键连。

3.如权利要求1所述的实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，其特征在于，所述水冷坩埚(13)通过螺栓与所述磁流体密封器(12)固定连接。

4.如权利要求1所述的实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置，其特征在于，所述水冷坩埚(13)的内径与所述磁流体密封器(12)的内径一致。

5.一种如权利要求1～4任一项所述的实现电子束物理气相沉积自动蒸发陶瓷靶材的装置的电子束束斑扫描方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：电子束束流在靶材中心进行扫描；

S2：电子束束流向外移动d距离，以靶材中心为圆心进行扫描，扫描轨迹为圆弧；

多次重复步骤S2，直至电子束束流到达靶材圆周位置；其中，各次扫描的圆弧的圆心角相同。

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