[實用新型]一種用于微納米粉體鍍膜的連續生產設備

有效

• 申請號: 201521130158.7
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN205275692U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 唐曉峰;逯琪;董建廷
• 申請（專利權）人: 上海朗億功能材料有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種粉體鍍膜的連續生產設備，尤其適用于微納米粉體磁控濺射單層或多層鍍膜的連續生產設備。

背景技術：

隨著科技的進步和材料產業的發展，微納米粉體的表面鍍膜改性技術已逐漸應用于行業的方方面面，如電池催化劑、粉體光催化劑等。常規的粉體表面鍍膜處理工藝包括化學鍍、化學凝膠法、磁控濺射鍍膜等。化學鍍、凝膠法等鍍膜方式，由于其工藝的特殊性，生產過程中不可避免的產生廢氣、廢水等污染物，對環境的危害嚴重，與國家目前倡導的綠色環保理念相違背，勢必被其他工藝所取代。磁控濺射工藝是一種物理氣相沉積方法，鍍層介質在真空系統中通過濺射的工藝沉積于粉體表面，形成鍍層，中間過程無廢液或廢氣產生，是一種安全環保的生產工藝。

但由于微納米粉體自身的比表面積和表面能比較大，且曲率半徑小，粉體之間容易發生團聚等現象，若通過簡單的分散方式，無法實現粉體鍍膜的均勻性，因而在微納米粉體表面實現均勻鍍膜處理具有一定的難度。

現有的粉體鍍膜設備中，多采用滾筒式鍍膜方式，在分離飄落過程中實現鍍膜。該鍍膜工藝重現性不高，屬于半連續生產裝置，中間過程監控手段有限，無法保證粉體鍍膜的均一性；同時由于結構內部靶材數目有限，無法實現多層鍍膜工藝。故尋求一種能夠實現工藝多樣性變化及產品鍍層穩定性的設備是一項必要且有發展前景的工作。

實用新型內容：

本實用新型提出一種用于微納米粉體鍍膜的連續化生產設備，橫向上將粉體平鋪于輸送帶，利用輸送帶的速度來控制鍍膜時間；縱向上，利用振動電機及超聲波共同控制粉體的抖動及分散，有效的提高粉體鍍膜的均一性。由于是兩個維度單獨控制，更有利于實現工藝的多樣性變化及產品鍍層的穩定性。靶材的種類和位置可輕易更換，實現多層復合鍍膜。

本實用新型涉及一種用于微納米粉體鍍膜的連續生產設備，如圖1所示。該設備包括儲料倉(1)、連續下料裝置(2)、傳輸系統(3)、磁控濺射裝置(4)、真空腔體(5)、收料倉(6)、抽氣系統(7)和進氣系統(8)。

傳輸系統(3)包括皮帶輸送裝置和皮帶振動裝置，安裝于真空腔體(5)內部的磁控濺射裝置(4)的下方。皮帶輸送裝置由機架、滾軸、電機、變速器、襯板組成。皮帶振動裝置裝配于皮帶輸送裝置襯板或機架上，振動可通過振動電機或超聲波振動發生器實現。

磁控濺射裝置(4)包括濺射靶、濺射電源、冷卻水路、密封系統。磁控濺射裝置(4)裝配于真空腔體(5)上壁。濺射靶并排裝配于真空腔體頂端，數目及種類可根據需求更改。

儲料倉(1)和收料倉(6)配備有粗抽室、精抽室及相應的真空系統，實現生產過程中連續進料和儲料。儲料倉配備相應的控制下料速度裝置，可通過調節下料口口徑縫隙或者螺桿送料裝置實現控制。

抽氣系統(7)包含擴散泵、分子泵、羅茨泵、旋片泵、真空抽氣管道、氣動閥門等，進氣系統(8)包括氣瓶、氣體管路、氣體流量計。

使用本實用新型提出的一種用于微納米粉體的單層或多層鍍膜的連續化生產設備鍍膜的過程如下：

1)在磁控濺射裝置(4)磁控靶的位置裝配所需靶材的種類和個數；

2)向儲料倉(1)內加入目標粒徑的微納米粉體基料；

3)關閉真空腔體(5)腔門，開啟抽氣系統(7)，抽真空至工藝所需壓力，打開所需氣瓶，調節氣體流量工藝參數，控制腔體真空度，開啟濺射電源，調節各磁控把的濺射電流大小；

4)開啟皮帶輸送裝置，控制皮帶水平輸送速度，開啟垂直方向皮帶振動裝置電源。粉體從儲料倉(1)以一定的速率灑落至皮帶輸送帶表面，皮帶帶動粉體輸送至濺射區域；皮帶輸送過程中，在振動裝置的作用下，實現上下翻滾，保證所有粉體各個面均能實現均勻鍍膜；

5)鍍膜完成后，粉體從輸送帶表面下落至收料倉(6)。

其中，步驟1)所述靶材的結構可分為片型、旋轉圓柱型；靶材的材質包括金屬單質靶、合金靶及其他靶。金屬單質靶包括金、銀、銅、鐵、鋁、鉑、鉻、鎳、鋅、鈦、鋯、錫、鉛、鎂、銻、鈷、銦等，合金靶由各類單質金屬混合制備得到；其他靶包括上述一種或多種單質金屬與氧、氮、碳形成的化合物。

步驟2)所述微納米粉體基料包括人造玻璃、石英砂、搪瓷、三氧化二鋁、氮化鋁、立方氮化硼、碳化硅、方解石等。所述微納米粉體的粒徑范圍為100納米～60微米。