專利名稱：一種多功能多弧等離子沉積裝置的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型屬于一種多弧等離子沉積裝置；尤其涉及一種多功能多弧等離子沉積裝置。
二背景技術(shù)：
多弧等離子沉積是在真空條件下，利用弧光放電使被蒸發(fā)物質(zhì)部分離化，在氣體離子或被蒸發(fā)物質(zhì)離子相互作用下，把反應(yīng)產(chǎn)物沉積在基體上或形成納米粉末沉積在被水冷卻的收集器內(nèi)，這是近代物理、化學(xué)、材料學(xué)、冶金學(xué)等跨學(xué)科最新成就的結(jié)晶。美國Multi-Arc公司于20世紀(jì)70年代使用多電弧陰極作為蒸發(fā)源，專門用于刀具的表面TiN涂層、裝飾涂層，取得了很好的應(yīng)用效果，但價格昂貴，每臺售價超過100萬美元。20世紀(jì)90年代，北京聯(lián)合大學(xué)、北京鈦金公司、武漢市等離子技術(shù)研究所、中科院合肥等離子體研究所等都先后研制成功這種多弧離子沉積裝置，但用于裝飾涂層和硬質(zhì)涂層。蘭州大學(xué)等離子體技術(shù)研究所研制成功“氣相法納米微粉沉積收集器”(CN02262293.4)，也只用于納米微粉的制備。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種控制方便的、不使工件產(chǎn)生過熱的、可用于多種納米單層或多層薄膜涂層的、又可用于多種納米粉末制取的多功能多弧等離子體沉積裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是在真空工作室的四個側(cè)面裝有多個電弧蒸發(fā)源，每個電弧蒸發(fā)源均由各自獨立的電弧蒸發(fā)系統(tǒng)控制。在真空工作室的底部設(shè)置有陰極底板，納米材料反應(yīng)收集器位于陰極底板的下部。工件脈沖偏壓電源的一端與陰極底板連接、另一端與真空工作室的爐體陽極連接。真空系統(tǒng)分別與真空工作室和納米材料反應(yīng)收集器相通，在真空工作室的爐體側(cè)面設(shè)置有氬氣進(jìn)氣口和氮氣進(jìn)氣口，氬氣進(jìn)氣口和氮氣進(jìn)氣口分別與相應(yīng)的供氣系統(tǒng)相通。
上述技術(shù)方案中工件脈沖偏壓電源采用逆變控制和脈沖偏壓電源；每個電弧蒸發(fā)源根據(jù)鍍層的要求裝有相應(yīng)的靶材；納米材料反應(yīng)收集器內(nèi)設(shè)置有氣冷和水冷系統(tǒng)，該反應(yīng)收集器為可拆、裝活動式；陰極底板通過傳動件由電機驅(qū)動，陰極底板或為固定安裝式、或為可拆、裝活動式。本實用新型在沉積納米單層或多層薄膜時，可將納米材料反應(yīng)收集器拆卸掉，工件則放置在陰極底板上；在制取納米粉末時，可將納米材料反應(yīng)收集器裝上，拆卸掉陰極底板或固定不動。
由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型具有多種功能既能用于各種裝飾涂層、硬質(zhì)涂層、保護涂層、復(fù)合涂層等納米單層或多層薄膜涂層，又能用于各種純金屬、化合物、陶瓷等納米粉末的制取。本實用新型還具有控制方便及在沉積時能使一些小孔、狹縫、拐角、深孔不易產(chǎn)生弧光放電而可避免工件過熱的特點。
四

圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
本實用新型的具體實施方式
如圖1所示，在真空工作室[1]的四個側(cè)面裝有多個電弧蒸發(fā)源[3]，每個電弧蒸發(fā)源[3]均由各自獨立的電弧蒸發(fā)系統(tǒng)[8]控制。在真空工作室[1]的底部設(shè)置有活動可拆、裝式陰極底板[4]，陰極底板[4]通過傳動件由電機驅(qū)動。納米材料反應(yīng)收集器[5]位于陰極底板[4]下部且為可拆、裝式，納米材料反應(yīng)收集器[5]內(nèi)設(shè)置有氣冷和水冷系統(tǒng)。工件脈沖偏壓電源[7]的一端與陰極底板[4]連接、另一端與真空工作室[1]的爐體陽極連接，工件脈沖偏壓電源[7]采用了逆變控制和脈沖偏壓電源。真空系統(tǒng)[6]分別與真空工作室[2]和納米材料反應(yīng)收集器[5]相通。在真空工作室[1]的爐體側(cè)面設(shè)置有氬氣進(jìn)氣口[2]和氮氣進(jìn)氣口[9]，氬氣進(jìn)氣口[2]和氮氣進(jìn)氣口[9]分別與相應(yīng)的供氣系統(tǒng)相通。下面是本實用新型的兩種不同的
實施例2本實施例用于制取各種純金屬、化合物、陶瓷等納米粉末，在制取上述納米粉末時，可將陰極底盤[4]取掉，裝上納米粉末收集器[5]即可。
本裝置控制方便穩(wěn)定，在沉積時能使一些小孔、狹縫、拐角、深孔不易產(chǎn)生弧光放電而可避免工件過熱。本裝置還具有既能用于沉積各種裝飾涂層、硬質(zhì)涂層、保護涂層、復(fù)合涂層等納米單層或多層薄膜，又能用于各種純金屬、化合物、陶瓷等納米粉末制取的多種功能。
權(quán)利要求1.一種多功能多弧等離子沉積裝置，其特征在于在真空工作室[1]的四個側(cè)面裝有多個電弧蒸發(fā)源[3]，每個電弧蒸發(fā)源[3]均由各自獨立的電弧蒸發(fā)系統(tǒng)[8]控制；在真空工作室[1]的底部設(shè)置有陰極底板[4]，納米材料反應(yīng)收集器[5]位于陰極底板[4]的下部，工件脈沖偏壓電源[7]的一端與陰極底板[4]連接、另一端與真空工作室[1]的爐體陽極連接，真空系統(tǒng)[6]分別與真空工作室[2]和納米材料反應(yīng)收集器[5]相通；在真空工作室[1]的爐體側(cè)面設(shè)置有氬氣進(jìn)氣口[2]和氮氣進(jìn)氣口[9]，氬氣進(jìn)氣口[2]和氮氣進(jìn)氣口[9]分別與相應(yīng)的供氣系統(tǒng)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能多弧等離子沉積裝置，其特征在于所述的每個電弧蒸發(fā)源[3]根據(jù)鍍層的要求裝有相應(yīng)的靶材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能多弧等離子沉積裝置，其特征在于所述的工作脈沖偏壓電源[7]采用了逆變控制和脈沖偏壓電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能多弧等離子沉積裝置，其特征在于所述的納米材料反應(yīng)收集器[5]內(nèi)設(shè)置有氣冷和水冷系統(tǒng)；納米材料反應(yīng)收集器[5]為可拆、裝活動式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能多弧等離子沉積裝置，其特征在于所述的陰極底板[4]通過傳動件由電機驅(qū)動，陰極底板[4]或為固定安裝式、或為可拆、裝活動式。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能多弧等離子沉積裝置。其技術(shù)方案是在真空工作室[1]的四個側(cè)面裝有由各自獨立控制的多個電弧蒸發(fā)源[3]，在真空工作室[1]的底部設(shè)置有活動可拆、裝式陰極底板[4]，納米材料反應(yīng)收集器[5]位于陰極底板[4]下部，其內(nèi)設(shè)置有氣冷及水冷系統(tǒng)。工作脈沖偏壓電源[7]分別與陰極底板[4]和真空工作室[1]的爐體陽極連接，工作脈沖偏壓電源[7]采用了逆變控制和脈沖偏壓電源。真空系統(tǒng)[6]分別與真空工作室[2]和納米材料反應(yīng)收集器[5]相通。在真空工作室[1]的爐體側(cè)面設(shè)置有氬氣進(jìn)氣口[2]和氮氣進(jìn)氣口[9]并分別與相應(yīng)的供氣系統(tǒng)相通。本實用新型控制方便穩(wěn)定，不易產(chǎn)生弧光放電而使工件過熱，還具有納米單層或多層薄膜涂層和納米粉末制取的功能。
文檔編號C23C16/513GK2801812SQ20052009500
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月21日
發(fā)明者潘應(yīng)君, 周磊 申請人:武漢科技大學(xué), 武漢市等離子體技術(shù)研究所