[發(fā)明專利]一種使用脈沖激光法在內(nèi)腔表面鍍膜的裝置與方法

有效

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• 申請日: 2010-10-26
• 公開（公告）號: CN102021518A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙棟才;肖更竭;馬占吉;武生虎;任妮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一○研究所
• 主分類號: C23C14/28
• 分類號: C23C14/28
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 張利萍;郭德忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)腔鍍膜的裝置與方法，特別是針對炮管、槍膛、波導(dǎo)內(nèi)腔的特殊要求，制備相應(yīng)的各種功能性薄膜，如耐磨、耐高溫、導(dǎo)電薄膜的裝置與方法。

背景技術(shù)

炮管的壽命會受到火炮發(fā)射時(shí)的熱燒蝕、化學(xué)燒蝕以及機(jī)械磨損等多種因素的影響，現(xiàn)代火炮系統(tǒng)的性能要求繼續(xù)朝著高初速、高射速、高膛壓和遠(yuǎn)射程的方向發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)這些性能，必須要采用高火焰溫度的現(xiàn)代發(fā)射藥，可是，這些發(fā)射藥具有極高腐蝕。這就要求在炮管、槍膛內(nèi)表面制備耐高溫、防腐涂層。

隨著通訊技術(shù)向高頻段和大功率方向的發(fā)展，復(fù)材波導(dǎo)內(nèi)腔表面電性能差，慢慢無法滿足信號傳輸使用要求，所以提高內(nèi)腔表面電性能成為當(dāng)務(wù)之急，采用脈沖激光法在內(nèi)腔表面鍍導(dǎo)電膜可提高電性能。目前在現(xiàn)有技術(shù)中使用包括激光器、平面鏡、凸透鏡，真空室、靶材的裝置通過脈沖激光法鍍膜已經(jīng)是一種成熟的技術(shù)，但未見有采用脈沖激光法在內(nèi)腔表面鍍膜的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種使用脈沖激光法在內(nèi)腔表面鍍膜的裝置與方法，利用本發(fā)明可在內(nèi)腔表面鍍各種功能薄膜，如在復(fù)材波導(dǎo)內(nèi)表面鍍金屬導(dǎo)電膜；槍炮內(nèi)膛表面鍍耐高溫防護(hù)薄膜；常用管材內(nèi)表面鍍耐腐蝕薄膜。

本發(fā)明所述裝置包括激光器、平面鏡、凸透鏡，真空室、靶材、水冷管，還包括連動裝置，工件架，導(dǎo)軌，其中導(dǎo)軌與真空室壁連接，工件架設(shè)有可沿導(dǎo)軌運(yùn)動的滾輪，工件架一端與連動裝置相連接，通過連動裝置可以帶動工件架在導(dǎo)軌上運(yùn)動。

連動裝置可以設(shè)置在真空室內(nèi)部或者外部；設(shè)置在外部有利于連動裝置的控制和維護(hù)。

本發(fā)明所述裝置還可以包括連接在真空室壁的加熱器，設(shè)置加熱器可以提高薄膜質(zhì)量。

使用本發(fā)明所述裝置可以實(shí)現(xiàn)脈沖激光內(nèi)腔鍍膜，且能實(shí)現(xiàn)多種薄膜沉積。

本發(fā)明還提供了一種采用脈沖激光法在內(nèi)腔表面鍍膜的方法，包括以下步驟：

(1)化學(xué)清洗：首先采用綢布蘸丙酮/乙醇對工件內(nèi)表面進(jìn)行多遍擦洗，直到綢布顏色不再發(fā)生明顯變化為止；或者將待鍍件置于超聲清洗裝置中，根據(jù)待鍍件的特性，用丙酮或、乙醇等其他溶液清洗；

(2)抽真空：使真空室4中保持適當(dāng)真空；

(3)通過加熱器6加熱，以提高薄膜質(zhì)量；

(4)沉積薄膜：在脈沖激光鍍膜過程中，激光器14發(fā)射的激光通過平面鏡1反射，由凸透鏡2聚焦到靶面上；待鍍件5在連動裝置11的帶動下，沿真空室軸向運(yùn)動；靶材7繞自身軸10旋轉(zhuǎn)。當(dāng)待鍍件5從一端移動到另一端，完成其內(nèi)腔鍍膜過程。如果待鍍件比較長，可從一端移動到中間位置，待待鍍件調(diào)轉(zhuǎn)方向后完成薄膜沉積過程。

(5)鍍膜過程結(jié)束，待降溫后，放氣，取下工件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1平面鏡，2凸透鏡，3窗口，4真空室，5待鍍件，6加熱器，7靶材，8水冷管，9密封圈，10旋轉(zhuǎn)軸，11連動裝置，12工件架，13導(dǎo)軌，14激光器。

具體實(shí)施方式

圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，包括激光器14、平面鏡1、凸透鏡2，真空室4、加熱器6、靶材7、水冷管8，連動裝置11，工件架12，導(dǎo)軌13，其中導(dǎo)軌13與真空室壁連接，工件架12設(shè)有可沿導(dǎo)軌13運(yùn)動的滾輪，連動裝置11一端與工件架12連接，另一端設(shè)置在真空室4外部。通過連動裝置11可以帶動工件架12在導(dǎo)軌13上運(yùn)動。

使用本發(fā)明所述裝置，采用脈沖激光法在內(nèi)腔表面鍍膜的方法是：

(1)化學(xué)清洗：首先采用綢布蘸丙酮/乙醇對工件內(nèi)表面進(jìn)行多遍擦洗，直到綢布顏色不再發(fā)生明顯變化為止；或者將待鍍件置于超聲清洗裝置中，根據(jù)待鍍件的特性，用丙酮或、乙醇等其他溶液清洗；

(2)抽真空：使真空室4中保持適當(dāng)真空；

(3)通過加熱器6加熱，以提高薄膜質(zhì)量；

(4)沉積薄膜：在脈沖激光鍍膜過程中，激光器14發(fā)射的激光通過平面鏡1反射，由凸透鏡2聚焦到靶面上；待鍍件5在連動裝置11的帶動下，沿真空室軸向運(yùn)動；靶材7繞自身軸10旋轉(zhuǎn)。當(dāng)待鍍件5從一端移動到另一端，完成其內(nèi)腔鍍膜過程。如果待鍍件比較長，可從一端移動到中間位置，待待鍍件調(diào)轉(zhuǎn)方向后完成薄膜沉積過程。

(5)鍍膜過程結(jié)束，待降溫后，放氣，取下工件。