CN201102987Y - 热丝恒张力悬挂装置 - Google Patents

热丝恒张力悬挂装置 Download PDF

Info

Publication number
CN201102987Y
CN201102987Y CNU2007200867106U CN200720086710U CN201102987Y CN 201102987 Y CN201102987 Y CN 201102987Y CN U2007200867106 U CNU2007200867106 U CN U2007200867106U CN 200720086710 U CN200720086710 U CN 200720086710U CN 201102987 Y CN201102987 Y CN 201102987Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
wire
fixedlyed connected
tackleblock
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNU2007200867106U
Other languages
English (en)
Inventor
王传新
汪建华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Institute of Technology
Original Assignee
Wuhan Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Institute of Technology filed Critical Wuhan Institute of Technology
Priority to CNU2007200867106U priority Critical patent/CN201102987Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201102987Y publication Critical patent/CN201102987Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本实用新型涉及制备金刚石膜的热丝CVD装置中的一种热丝恒张力悬挂装置。热丝恒张力悬挂装置，其特征在于它包括第一电极(1)、第二电极(2)、钩状电极引线(4)、活塞式可移动电极组件(5)、金属导线(6)、导电金属杆(7)、陶瓷绝缘体(8)、滑轮组(9)、第一电极金属引线(10)、砝码(11)、第一电极支撑架(12)、滑轮组支撑架(14)、第二电极金属引线(15)、第二电极支撑架(16)，第二电极(2)的圆管通孔内设有活塞式可移动电极组件(5)，第二牵引线(18)的左端与陶瓷绝缘体(8)固定连接，第二牵引线(18)的右端经过滑轮组(9)后与砝码(11)固定连接。本实用新型具有结构简单、易装配、工作时可使热丝一直处于平直状态的特点。

Description

热丝恒张力悬挂装置
技术领域
本实用新型涉及制备金刚石膜的热丝CVD装置中的一种热丝恒张力悬挂装置。
背景技术
金刚石具有极佳的力、热、光、电、声学性能，具有及其广泛的应用前景。天然金刚石以及采用高温高压法合成的金刚石为颗粒状形态，限制了金刚石的应用范围，采用化学气相沉积(CVD)法制备的金刚石膜为膜状形态，极大拓展了其应用范围。热丝CVD法制备金刚石膜，采用氢气和含碳的气体或液体为原料，通过热裂解来制备金刚石，具有成本低、生长速度较快，并且装置容易放大等优点，是目前普遍采用的一种制备金刚石膜的装置。采用热丝CVD法制备金刚石膜，需在电极上装配数根热丝，热丝通常采用高熔点的、能和碳形成碳化物的金属(如W、Ta等)，直径一般不超过0.6mm。热丝从室温加热到工作温度(通常为2000～2500℃)时会伸长，并且在高温热丝和碳发生反应而碳化，在碳化过程中会因渗碳而伸长20％左右，此外热丝在高温工作时，因张力而产生蠕变也会导致热丝伸长，由于生长厚膜时热丝工作时间长达几百个小时，因此，高温蠕变也是必须考虑的重要因数。热丝伸长会使热丝下坠，改变热丝与基体之间的距离，一方面会使基片温度升高，偏离最佳的金刚石膜生长条件，影响沉积的金刚石膜的质量，另一方面，热丝下坠是不均匀下坠，使热丝与基片的距离不再是常数，导致沉积的金刚石膜厚度不均匀。现普遍采用的防止热丝下坠的方法主要有两种，一种是采用螺线管状热丝，利用拉伸螺线管产生的张力来补偿热丝在工作中产生的伸长，但是，这种方法因螺线管本身因下坠而弯曲，只能沉积小面积的金刚石膜；另一种方法是采用直热丝，通过对热丝施加一张力使热丝平直，这样就能制备大面积的金刚石膜。这是目前普遍采用的一种方法。现在对热丝施加张力都是采用高温弹簧或弹片，只不过施加方式有所不同，如美国专利No.4953499，No.4958592，No.5833753，No.4970986以及中国专利ZL98205844.6等。由于弹簧提供的张力为变力，服从胡克定律，在工作过程中随着热丝伸长，弹簧缩短，提供的张力会下降；此外，弹簧在高温环境下工作(一般环境温度几百度)，会使弹簧退火，使倔强系数变小，一方面使弹力变小，另一方面影响弹簧使用寿命。因此，高温弹簧有着明显的缺点。此外，由于热丝碳化后，抗拉强度大幅降低，施加在热丝上的张力有限，施加张力太大热丝会被拉断，但如果施加张力太小，就不能补偿因高温蠕变而导致的伸长，就不能保证热丝始终处于平直状态，从而影响沉积的金刚石膜均匀性，因此，使用高温弹簧时，每次都必须仔细调整弹簧的弹力，比较麻烦。另外，现有热丝悬挂系统，结构都比较复杂。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、易装配、工作时可使热丝一直处于平直状态的热丝恒张力悬挂装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：热丝恒张力悬挂装置，其特征在于它包括第一电极1、第二电极2、钩状电极引线4、活塞式可移动电极组件5、金属导线6、导电金属杆7、陶瓷绝缘体8、滑轮组9、第一电极金属引线10、砝码11、第一电极支撑架12、滑轮组支撑架14、第二电极金属引线15、第二电极支撑架16，第一电极支撑架12的上端与第一电极1固定连接，第一电极金属引线10与第一电极1固定连接；第二电极支撑架16的上端与第二电极2固定连接，第二电极2上至少设有二个圆管通孔，活塞式可移动电极组件5由圆柱状电极体和第一圆管组成，圆柱状电极体插入第一圆管内，第一圆管插卡在圆管通孔内，圆柱状电极体的左端与钩状电极引线4固定连接，圆柱状电极体的右端与金属导线6的左端固定连接，金属导线6的右端与导电金属杆7固定连接，第二电极金属引线15与导电金属杆7固定连接；第一电极1位于第二电极2的左侧，滑轮组9位于第二电极2的右侧，滑轮组9与滑轮组支撑架14的上端固定连接；第一牵引线17的一端与导电金属杆7固定连接，第一牵引线17的另一端与陶瓷绝缘体8固定连接，第二牵引线18的左端与陶瓷绝缘体8固定连接，第二牵引线18的右端经过滑轮组9后与砝码11固定连接；第一电极支撑架12的下端、第二电极支撑架16的下端、滑轮组支撑架14的下端分别与真空腔体底部13电绝缘固定连接；使用时，热丝3的右端与钩状电极引线4固定连接，热丝3的左端与第一电极1固定连接。
所述的滑轮组9由圆棒和第二圆管组成，第二圆管长度小于圆棒长度，圆棒穿过第二圆管，两个滑轮组支撑架14的上端分别与露于第二圆管外的圆棒的两端部固定连接。
本实用新型采用重力取代传统的弹力给热丝提供张力，保证热丝上的张力在热丝工作过程中始终保持恒定，时时补偿热丝因高温蠕变导致的热丝伸长，使热丝一直保持平直状态。采用上述结构，其结构简单、易装配。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图(俯视)；
图2是图1沿A-A线的剖视图；
图中：1-第一电极，2-第二电极，3-热丝，4-钩状电极引线，5-活塞式可移动电极组件，6-金属导线，7-导电金属杆，8-陶瓷绝缘体，9-滑轮组，10-第一电极金属引线，11-砝码，12-第一电极支撑架，13-真空腔体底部，14-滑轮组支撑架，15-第二电极金属引线，16-第二电极支撑架，17-第一牵引线，18-第二牵引线。
具体实施方式
如图1、图2所示，热丝恒张力悬挂装置，它包括第一电极1、第二电极2、钩状电极引线4、活塞式可移动电极组件5、金属导线6、导电金属杆7、陶瓷绝缘体8、滑轮组9、第一电极金属引线10、砝码11、第一电极支撑架12、滑轮组支撑架14、第二电极金属引线15、第二电极支撑架16；钩状电极引线4为高熔点金属制备而成；第一电极支撑架12的上端与第一电极1固定连接(如焊接，图1中采用二个第一电极支撑架12，分别与第一电极1的两端部固定连接)，第一电极金属引线10与第一电极1固定连接(如用钼螺丝钉固定)；第二电极支撑架16的上端与第二电极2固定连接(如采用螺栓连接，图1中采用二个第二电极支撑架16，分别与第二电极2的两端部固定连接)，第二电极2上至少设有二个圆管通孔(图1中为11个，圆管通孔的个数根据需要确定)，活塞式可移动电极组件5由圆柱状电极体和第一圆管组成，圆柱状电极体插入第一圆管内(圆柱状电极体可以在第一圆管内滑动，构成活塞式结构)，第一圆管插卡在圆管通孔内(每一圆管通孔内设一活塞式可移动电极组件5)，圆柱状电极体的左端与钩状电极引线4固定连接，圆柱状电极体的右端与金属导线6的左端固定连接，金属导线6的右端与导电金属杆7固定连接，第二电极金属引线15与导电金属杆7固定连接；第一电极1位于第二电极2的左侧，滑轮组9位于第二电极2的右侧；所述的滑轮组9由圆棒和第二圆管组成，第二圆管长度小于圆棒长度，圆棒穿过第二圆管，两个滑轮组支撑架14的上端分别与露于第二圆管外的圆棒的两端部固定连接；图1中，第一牵引线17、陶瓷绝缘体8、第二牵引线18、砝码11为三组(也可为一组或二组)；第一牵引线17的一端与导电金属杆7固定连接，第一牵引线17的另一端与陶瓷绝缘体8固定连接，第二牵引线18的左端与陶瓷绝缘体8固定连接，第二牵引线18的右端经过滑轮组9后与砝码11固定连接；第一电极支撑架12的下端、第二电极支撑架16的下端、滑轮组支撑架14的下端分别与真空腔体底部13电绝缘固定连接；使用时，热丝3的右端与钩状电极引线4固定连接，热丝3的左端与第一电极1固定连接。第一电极金属引线10、第二电极金属引线15分别与电源连接。
所述的滑轮组9、砝码11、滑轮组支撑架14既可以安装在真空腔体内，也可以通过真空波纹管安装在真空腔体外。
第一牵引线17、第二牵引线18分别为软态金属线，陶瓷绝缘体8起电隔绝作用。第二电极2上的圆管通孔与圆管通孔之间为等间距，即活塞式可移动电极组件之间为等间距。
砝码重量由热丝碳化后的抗拉强度与热丝横截面积确定。通过采用上述方案，可以使热丝在工作中始终保持平直状态，使工作参数稳定，沉积金刚石膜均匀性好，由于施加的恒张力可通过热丝碳化后的抗拉强度与热丝横截面积计算出来，可以精确控制施加在热丝上的张力，操作简单；采用了定位部件，易装配。实践证明，热丝在正常条件下连续工作150小时后，热丝仍然保持平直状态。
应用实例：热丝阵列由11根φ0.6mm钽丝组成，热丝中心间距10mm，两电极间热丝长度110mm，基片为φ100mm金属Mo板，热丝阵列与Mo衬底距离8mm，热丝温度约2500℃，反应气体为96％(Vol.)H2和4％CH4，生长时间为150小时，制备φ100mm、厚度1mm金刚石膜。在整个生长过程中，热丝阵列一直处于平直状态。

Claims (2)

1.热丝恒张力悬挂装置，其特征在于它包括第一电极(1)、第二电极(2)、钩状电极引线(4)、活塞式可移动电极组件(5)、金属导线(6)、导电金属杆(7)、陶瓷绝缘体(8)、滑轮组(9)、第一电极金属引线(10)、砝码(11)、第一电极支撑架(12)、滑轮组支撑架(14)、第二电极金属引线(15)、第二电极支撑架(16)，第一电极支撑架(12)的上端与第一电极(1)固定连接，第一电极金属引线(10)与第一电极(1)固定连接；第二电极支撑架(16)的上端与第二电极(2)固定连接，第二电极(2)上至少设有二个圆管通孔，活塞式可移动电极组件(5)由圆柱状电极体和第一圆管组成，圆柱状电极体插入第一圆管内，第一圆管插卡在圆管通孔内，圆柱状电极体的左端与钩状电极引线(4)固定连接，圆柱状电极体的右端与金属导线(6)的左端固定连接，金属导线(6)的右端与导电金属杆(7)固定连接，第二电极金属引线(15)与导电金属杆(7)固定连接；第一电极(1)位于第二电极(2)的左侧，滑轮组(9)位于第二电极(2)的右侧，滑轮组(9)与滑轮组支撑架(14)的上端固定连接；第一牵引线(17)的一端与导电金属杆(7)固定连接，第一牵引线(17)的另一端与陶瓷绝缘体(8)固定连接，第二牵引线(18)的左端与陶瓷绝缘体(8)固定连接，第二牵引线(18)的右端经过滑轮组(9)后与砝码(11)固定连接；第一电极支撑架(12)的下端、第二电极支撑架(16)的下端、滑轮组支撑架(14)的下端分别与真空腔体底部(13)电绝缘固定连接；使用时，热丝(3)的右端与钩状电极引线(4)固定连接，热丝(3)的左端与第一电极(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的热丝恒张力悬挂装置，其特征在于：所述的滑轮组(9)由圆棒和第二圆管组成，第二圆管长度小于圆棒长度，圆棒穿过第二圆管，两个滑轮组支撑架(14)的上端分别与露于第二圆管外的圆棒的两端部固定连接。
CNU2007200867106U 2007-08-28 2007-08-28 热丝恒张力悬挂装置 Expired - Fee Related CN201102987Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2007200867106U CN201102987Y (zh) 2007-08-28 2007-08-28 热丝恒张力悬挂装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2007200867106U CN201102987Y (zh) 2007-08-28 2007-08-28 热丝恒张力悬挂装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201102987Y true CN201102987Y (zh) 2008-08-20

Family

ID=39950012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU2007200867106U Expired - Fee Related CN201102987Y (zh) 2007-08-28 2007-08-28 热丝恒张力悬挂装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201102987Y (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102140626A (zh) * 2010-08-13 2011-08-03 北京天地东方超硬材料股份有限公司 制备金刚石膜的张丝结构
CN102292795A (zh) * 2008-11-24 2011-12-21 迪亚康有限责任公司 用cvd涂敷基板的装置与方法
CN103215561A (zh) * 2013-04-24 2013-07-24 中国科学院物理研究所 一种等离子体沉积及刻蚀系统
CN103668111A (zh) * 2013-11-21 2014-03-26 宜兴市先行金刚石纳米涂层科技有限公司 一种微细孔拉丝模内孔沉积金刚石薄膜的方法及其装置
CN104862670A (zh) * 2015-05-06 2015-08-26 华中科技大学 一种热丝拉紧装置
CN110926535A (zh) * 2019-12-04 2020-03-27 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种电力器材安全性能在线监测系统
CN110926534A (zh) * 2019-12-04 2020-03-27 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种电力器材机械性能在线监测装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102292795A (zh) * 2008-11-24 2011-12-21 迪亚康有限责任公司 用cvd涂敷基板的装置与方法
CN102292795B (zh) * 2008-11-24 2013-12-04 迪亚康有限责任公司 用cvd涂敷基板的装置与方法
CN102140626A (zh) * 2010-08-13 2011-08-03 北京天地东方超硬材料股份有限公司 制备金刚石膜的张丝结构
CN103215561A (zh) * 2013-04-24 2013-07-24 中国科学院物理研究所 一种等离子体沉积及刻蚀系统
CN103215561B (zh) * 2013-04-24 2015-11-18 中国科学院物理研究所 一种等离子体沉积及刻蚀系统
CN103668111A (zh) * 2013-11-21 2014-03-26 宜兴市先行金刚石纳米涂层科技有限公司 一种微细孔拉丝模内孔沉积金刚石薄膜的方法及其装置
CN104862670A (zh) * 2015-05-06 2015-08-26 华中科技大学 一种热丝拉紧装置
CN104862670B (zh) * 2015-05-06 2017-04-19 华中科技大学 一种热丝拉紧装置
CN110926535A (zh) * 2019-12-04 2020-03-27 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种电力器材安全性能在线监测系统
CN110926534A (zh) * 2019-12-04 2020-03-27 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种电力器材机械性能在线监测装置
CN110926535B (zh) * 2019-12-04 2022-04-12 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种电力器材安全性能在线监测系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201102987Y (zh) 热丝恒张力悬挂装置
US20130320580A1 (en) Carbon nanotube (cnt) extrusion methods and cnt wire and composites
KR100382943B1 (ko) 고온 열 필라멘트를 이용한 기상화학다이아몬드증착장치
JP5289488B2 (ja) 盛り上げられた縁部を有する円錐状黒鉛電極
US11939669B2 (en) Coating method for continuous preparation of diamond thin film with HFCVD device
CN1484275A (zh) 一种灯丝及其制备方法
CN101540253A (zh) 场发射电子源的制备方法
JP6634468B2 (ja) 三次元の多孔性複合材料の製造方法
JP6546680B2 (ja) 三次元の多孔性複合材料
US20040081758A1 (en) Ccvd method for producing tubular carbon nanofibers
CN102634770A (zh) 一种大面积沉积金刚石膜的热丝架及其制造方法
CN101280422B (zh) 金刚石涂层拉丝模具批量制备装置
CN108505019B (zh) 热丝夹具与热丝沉积设备及其应用与利用其得到的器具
JP3861178B2 (ja) 熱フィラメントｃｖｄ法
CN102074429A (zh) 场发射阴极结构及其制备方法
CN202643836U (zh) 一种大面积沉积金刚石膜的热丝架
CN102140626A (zh) 制备金刚石膜的张丝结构
CN110468386B (zh) 热丝夹具和热丝沉积设备与其应用及刀具的制备方法
CN107809809A (zh) 一种带材用大型高温加热器
CN102201309A (zh) 场发射装置的制备方法
Jiao et al. High-yield synthesis of carbon coils on tungsten substrates and their behavior in the presence of an electric field
WO2022111182A1 (zh) 一种热丝化学气相沉积装置及金属支架
JP5865236B2 (ja) 多結晶シリコン棒の製造装置および製造方法
CN103981511B (zh) 一种垂直布局制备金刚石膜的多阵列热丝装置
JP7440347B2 (ja) 通電加熱線の製造方法および製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080820

Termination date: 20110828