CN1603459A - 一种细长管筒内表面溅射沉积涂层方法 - Google Patents

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杨士勤
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Abstract

一种细长管筒内表面溅射沉积涂层方法，它涉及细长管筒内表面的涂层工艺。本发明的工艺步骤是：将阴、阳两个电极上下对应地设在细长管筒内，然后将脉冲高压电源与设在细长管筒内的两个电极相连接，阴极与阳极的距离为5mm～20mm，溅射电压为10KV～50KV，往真空室内通入氩气、氙气或氪气或者同时通入反应气体，气压为0.1Pa～10Pa，溅射开始后，阴极和阳极同步由细长管筒内的一端向另一端移动，使细长管筒内表面获得溅射沉积涂层。本发明具有工艺简单，溅射沉积不受传统中心轴和管筒内壁二极溅射的空间限制；同时也不受传统磁控溅射的空间尺寸限制，另外也不需要外置离子源需要高昂的费用以及离子束聚焦所需的高电压，涂层沉积效果好的优点。

Description

一种细长管筒内表面溅射沉积涂层方法
技术领域：
本发明涉及细长管筒内表面的涂层工艺。
背景技术：
细长管筒的内表面涂层问题一直困扰着表面工程领域的专家技术人员。不同于内表面的电镀方法，电镀溶液可以很方便地流到所需电镀的部位。对于真空涂镀，涂层介质很难达到细长管筒内部深处。如果采用等离子体涂层的办法，一种是等离子体在内部产生，但由于内部空间狭小辉光放电很难建立；另外是等离子体在外部产生，但由于等离子体的自复合效应很难宏观输运到很远的地方，也就是说在细长管内部深处很难得到等离子体。若采用溅射方案，可以利用离子束来轰击置于细长管筒内部的溅射靶来获得所需涂层材料，但对于细长管需要两方面条件：昂贵的离子源来获得所需离子束，另外还需要较大的离子能量，否则离子束散焦严重，会降低溅射效率。
发明内容：
本发明的目的是提供一种细长管筒内表面溅射沉积涂层方法，该方法具有工艺简单，溅射沉积不受传统中心轴和管筒内壁二极溅射的空间限制，同时也不受传统磁控溅射的空间尺寸限制，另外也不需要外置离子源需要高昂的费用以及离子束聚焦所需的高电压，涂层沉积效果好的特点。本发明的工艺步骤是：首先将细长管筒固定在真空室内的工件台上，将阴、阳两个电极上下对应地设在细长管筒内，然后将脉冲高压电源与设在细长管筒内的两个电极即阴极和阳极相连接，阴极为溅射靶，阴极与阳极的距离为5mm～20mm，溅射电压为10KV～50KV，往真空室内通入氩气、氙气或氪气或者同时通入反应气体，反应气体为氧气、氮气、乙炔或甲烷等，气压为0.1Pa～10Pa，溅射开始后，阴极和阳极同步由细长管筒内的一端向另一端移动，使细长管筒内表面获得溅射沉积涂层。所述溅射靶的靶面为锥形或半球形。所述溅射时细长管筒绕其自身的轴线旋转。本发明利用高压辉光放电激发出等离子体，然后利用自身的电场加速来使离子获得较高能量来轰击溅射靶，从而溅射出所需的膜层材料。高压(直流或脉冲)直接加在阴极(溅射靶)和阳极之间，在合适的气压和电压条件下，高压辉光放电会被激励起来，等离子体产生，于是等离子体中的电子在高压电场的作用下飞向阳极，而等离子在电场的作用下高速撞击阴极靶，从而获得溅射效应。通过高压激发轴向辉光放电溅射技术可以获得内表面的沉积涂层。利用阴阳极的沿轴向的移动以及管筒和中心阴阳极的相对转动可以均匀地获得整个细长管内表面的溅射涂层。本发明具有工艺简单，溅射沉积不受传统中心轴和管筒内壁二极溅射的空间限制，同时也不受传统磁控溅射的空间尺寸限制，另外也不需要外置离子源需要高昂的费用以及离子束聚焦所需的高电压，涂层沉积效果好的优点。
附图说明：
图1是本发明的工作原理示意图，图2是具体实施方式二的工作原理示意图。
具体实施方式：
具体实施方式一：(参见图1、图2)本实施方式的工艺步骤是：首先将细长管筒固定在真空室内的工件台上，将阴、阳两个电极上下对应地设在细长管筒内，然后将脉冲高压电源与设在细长管筒内的两个电极即阴极和阳极相连接，阴极为溅射靶，阴极与阳极的距离为5mm～20mm，溅射电压为10KV～50KV，往真空室内通入氩气、氙气或氪气或者同时通入反应气体，反应气体为氧气、氮气、乙炔或甲烷等，气压为0.1Pa～10Pa，溅射开始后，阴极和阳极同步由细长管筒内的一端向另一端移动，使细长管筒内表面获得溅射沉积涂层。所述溅射靶的靶面为锥形或半球形。所述溅射时细长管筒绕其自身的轴线旋转。所述溅射时向真空室内同时通入氧气、氮气、乙炔或甲烷气体可在细长管筒内表面上形成陶瓷涂层。
具体实施方式二：(参见图2)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，将真空室分为上下两个，将细长管筒的两端分别固定在上下两个真空室之间，使细长管筒成为真空室的一部分。其它工艺条件及工艺步骤与具体实施方式一相同。

Claims (3)

1、一种细长管筒内表面溅射沉积涂层方法，其特征在于其工艺步骤是：首先将细长管筒固定在真空室内的工件台上，将阴、阳两个电极上下对应地设在细长管筒内，然后将脉冲高压电源与设在细长管筒内的两个电极即阴极和阳极相连接，阴极为溅射靶，阴极与阳极的距离为5mm～20mm，溅射电压为10KV～50KV，往真空室内通入氩气、氙气或氪气或者同时通入反应气体，反应气体为氧气、氮气、乙炔或甲烷，气压为0.1Pa～10Pa，溅射开始后，阴极和阳极同步由细长管筒内的一端向另一端移动，使细长管筒内表面获得溅射沉积涂层。
2、根据权利要求1所述的一种细长管筒内表面溅射沉积涂层方法，其特征在于所述溅射靶的靶面为锥形或半球形。
3、根据权利要求1所述的一种细长管筒内表面溅射沉积涂层方法，其特征在于所述溅射时细长管筒绕其自身的轴线旋转。
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