[發(fā)明專利]納米涂層設(shè)備的電磁過濾裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710300658.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN107177822B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王書文;劉彩霞;沈麗霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/32
• 分類號(hào): C23C14/32
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

本發(fā)明涉及一種納米涂層設(shè)備的電磁過濾裝置，真空電弧的陰極與陽(yáng)極之間產(chǎn)生電弧，在垂直于電弧陰極表面的附近產(chǎn)生等離子,在磁場(chǎng)的作用下，等離子體中的宏觀粒子、中性原子和離子團(tuán)被偏移到過濾屏幕上，而純凈的等離子體被偏移到更高磁場(chǎng)分量的位置，最終到達(dá)放置基體的轉(zhuǎn)臺(tái)，并沉積在基體上。本發(fā)明可以減少離子體中宏觀粒子、離子團(tuán)和中性原子在工件表面的沉積,同時(shí)確保電磁過濾后沉積粒子的離化率、提高等離子體在過濾屏幕中的有效傳輸,從而能將離子源產(chǎn)生等離子體中的宏觀粒子、離子團(tuán)和中性原子過濾干凈，且經(jīng)過電磁過濾后沉積粒子的離化率為100%，最終實(shí)現(xiàn)致密均勻、平整光滑、抗腐蝕性能好且與基體結(jié)合力很強(qiáng)的納米涂層的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米涂層設(shè)備，尤其是一種納米涂層設(shè)備的電磁過濾裝置，屬于電磁過濾技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

中國(guó)每年因磨損、腐蝕、氧化等引起部件失效造成鋼材和合金材料損失達(dá)數(shù)百億元。開發(fā)納米涂層技術(shù)和納米涂層設(shè)備既能延長(zhǎng)材料壽命并節(jié)約大量資金,又能符合環(huán)保要求。與傳統(tǒng)涂層相比，真正意義在于納米涂層在強(qiáng)度、韌性、耐磨、熱障等方面性能的大幅度提高。因此，隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,對(duì)機(jī)械零件表面性能的要求越來(lái)越高，對(duì)納米涂層技術(shù)及設(shè)備的要求也越來(lái)越高。

納米涂層設(shè)備的電磁過濾裝置能將離子源產(chǎn)生等離子體中的宏觀粒子、離子團(tuán)、中性原子過濾干凈，且經(jīng)過磁過濾后沉積粒子的離化率為100%，從而制備的納米涂層非常致密和平整光滑，抗腐蝕性能好，且與基體的結(jié)合力很強(qiáng)，所以能夠降低涂層過早剝落和分層的機(jī)率。

在《過濾陰極電弧沉積設(shè)備和方法》專利中，權(quán)利人提出一種真空沉積設(shè)備,包括用于在基板上施加涂層的陰極電弧源。陰極電弧源包括用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的聚焦磁性源以及膜形成材料的電弧陰極和陽(yáng)極，其中，聚焦磁性源安置在電弧陰極和基板之間，在陰極蒸發(fā)表面上產(chǎn)生的電弧斑被磁場(chǎng)線保持在磁場(chǎng)線垂直于陰極表面的地方。然而，該發(fā)明只能確保部分地以宏觀粒子過濾模式產(chǎn)生強(qiáng)電離的金屬蒸氣,用于致密的平穩(wěn)的涂布工作。另外在《陰極真空電弧源薄膜沉積裝置及沉積薄膜的方法》專利中，權(quán)利人提出一種陰極真空電弧源薄膜沉積裝置,其中包括具有高速傳輸?shù)入x子及有效過濾宏觀大顆粒的磁性過濾部分,該磁性過濾部分包括管體和設(shè)置在管體外部周緣的磁場(chǎng)產(chǎn)生器。與現(xiàn)有技術(shù)相比,上述兩種發(fā)明只提及該設(shè)備可過濾宏觀大顆粒,并沒有提及該設(shè)備還可以過濾離子團(tuán)，同時(shí)確保磁過濾后沉積粒子的離化率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種納米涂層設(shè)備的電磁過濾裝置,以減少離子體中宏觀粒子、離子團(tuán)和中性原子在工件表面的沉積,同時(shí)確保磁過濾后沉積粒子的離化率、提高等離子體在過濾屏幕中的有效傳輸,從而達(dá)到能將離子源產(chǎn)生等離子體中的宏觀粒子、離子團(tuán)和中性原子過濾干凈，且經(jīng)過磁過濾后沉積粒子的離化率為100%的目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)致密、平整光滑、抗腐蝕性能好且與基體結(jié)合力很強(qiáng)的納米涂層的制備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種納米涂層設(shè)備的電磁過濾裝置，包括過濾屏幕、真空系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)電弧蒸發(fā)器、大顆粒清除裝置，標(biāo)準(zhǔn)電弧蒸發(fā)器連接真空系統(tǒng)，所述標(biāo)準(zhǔn)電弧蒸發(fā)器發(fā)射的真空電弧的陽(yáng)極正極作為真空腔室中的電離結(jié)構(gòu),真空電弧引起靶材料氣化及離子化從而使產(chǎn)生的等離子體在陰極和陽(yáng)極之間傳導(dǎo)電流，即電弧中的等離子體放電，陰極負(fù)極制成陰極離子源可替換元件夾持在過濾屏幕上，所述真空電弧的陰極與陽(yáng)極之間產(chǎn)生電弧，在垂直于電弧陰極表面的附近產(chǎn)生等離子,在磁場(chǎng)的作用下，等離子體中的宏觀粒子、中性原子和離子團(tuán)被打到過濾屏幕上，而純凈的等離子體被偏移到更高磁場(chǎng)分量的位置，最終到達(dá)放置基體的轉(zhuǎn)臺(tái)，以沉積在基體上；同時(shí)，大顆粒清除裝置定期清理宏觀粒子、中性原子和離子團(tuán)等大顆粒。

在沉積過程之前，所述納米涂層設(shè)備的電磁過濾裝置的進(jìn)氣口通入氮?dú)猓艢饪谂懦隹諝猓员ＷC沉積過程中設(shè)備是真空狀態(tài)，不受外界因素的干擾。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該高效的電磁過濾裝置，可將離子源產(chǎn)生等離子體中的宏觀粒子、離子團(tuán)和中性原子過濾干凈，且經(jīng)過磁過濾后沉積粒子的離化率為100%。