[發(fā)明專利]一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710660443.7
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107604328B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 來新民;侯昆;易培云;邱殿凱;彭林法
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/50;C23C14/56
• 代理公司: 31225 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳亮

1.一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，該裝置包括真空腔室，離子源，靶材，工件架，工件架傳輸系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，隔離系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)，

所述的真空腔室由多個(gè)弧形分腔室串聯(lián)組成，在地面上鋪設(shè)不同朝向的軌道，各分腔室底部固定有與軌道配合的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝位置傳感器，對分腔室位置進(jìn)行精確控制，各弧形分腔室之間的連接部位設(shè)有法蘭和真空密封圈，以螺栓連接；

所述的離子源及靶材安裝在各分腔室的內(nèi)壁；

所述的工件架包括沿圓周方向均布的可裝夾多個(gè)金屬極板的掛具；

所述的工件架傳輸系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)工件架公轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，定位精度檢測傳感器及PLC控制系統(tǒng)；

所述的真空系統(tǒng)保證所述的真空腔室達(dá)到工藝所需真空度，包括抽氣口、不同精度等級的真空泵、切換閥門、真空計(jì)、等離子體濃度檢測傳感器及真空密封圈；

所述的隔離系統(tǒng)屏蔽等離子體向相鄰分腔室的擴(kuò)散，并能確保工件架通過；

所述的電控系統(tǒng)包括電源電路及控制電路的控制系統(tǒng)及控制面板，PLC控制模塊及相關(guān)檢測傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，所述的弧形分腔室優(yōu)選設(shè)有四個(gè)，每個(gè)分腔室內(nèi)安裝至少一對靶材，不同分腔室內(nèi)安裝的靶材種類不同，分腔室的外側(cè)開設(shè)密封門。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，所述的靶材選自Ti,Ta,Nb,Cr或C靶材。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，所述的靶材還包括附屬設(shè)施，包括冷卻系統(tǒng)、磁極、陰極電源，

所述的磁極采用非平衡閉合場，磁場與陰極電源對靶布置，基片處于磁感線重合的位置，靶基距100-200mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，所述的工件架為可拆分結(jié)構(gòu)沿環(huán)形腔室均布，工件架寬度可調(diào)并繞環(huán)形腔室軸線公轉(zhuǎn)，自身無自轉(zhuǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，所述的工件架傳輸系統(tǒng)包括底部齒條，多個(gè)同步運(yùn)行的齒輪，驅(qū)動(dòng)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)，所述的齒輪設(shè)置在各分腔室底部正中央，由幾個(gè)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪與底部齒條嚙合，底部齒條與工件架下固定圈固接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，所述的真空系統(tǒng)中，

所述的真空泵為機(jī)械泵，擴(kuò)散泵，羅茨泵，分子泵或其組合，

所述的抽氣口設(shè)置在分腔室的上方靠近腔室邊緣法蘭的位置，沿周向均布2-4個(gè)，抽氣口直徑10-20cm，抽氣真空度在8×10^-6~1×10^-4torr。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，所述的真空泵采用機(jī)械泵和分子泵組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池金屬雙極板高效環(huán)形真空鍍膜裝置，其特征在于，所述的隔離系統(tǒng)由四個(gè)帶縫隔離板和相應(yīng)的密封裝置組成，所述的帶縫隔離板位于分腔室內(nèi)部靠近邊緣接口處，完全沒入一側(cè)分腔室，該帶縫隔離板可以阻擋大部分等離子體，減弱鍍膜過程中等離子體向相鄰腔室的擴(kuò)散，隔離板中部的開縫使工件架通過。