当前位置: 首页 > 专利查询>集美大学专利>正文

一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法技术

技术编号:20089687 阅读:39 留言:0更新日期:2019-01-15 08:49
本发明专利技术公开了一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,包括七个步骤。本发明专利技术通过电子束在石墨烯电磁线圈的表面镀上一层DLC薄膜,再通过离子束将电磁线圈上的DLC膜层形成附着力更大的高致密性DLC膜层,极大的提高了石墨烯电磁线圈的稳定性和致密性。本发明专利技术通过弧靶在DLC膜层的表面镀上一层外膜层,弧靶的靶材为Ar、Ti、Ag、Ni、Si中的任意一种或者它们的组合,使得外膜层为Ar、Ti、Ag、Ni、Si的组合物,使得石墨烯电磁线圈具有一定的防菌性能,进一步加强了石墨烯电磁线圈的硬度以及稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法
本专利技术涉及石墨烯相关
,特别涉及一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法。
技术介绍
电磁线圈是利用通过导线周围存在磁场而建立的,把它绕成螺旋形加强磁场,即用最小的空间来实现最高的磁场强度。电子元件小型化领域已有了重大进步。然而,相比之下,螺线管仍然太大。目前,赖斯大学的研究人员已经发现螺旋状石墨烯纳米线圈能够产生强大的磁场,并可被用作纳米级电磁线圈。与宏观电磁线圈感应器相同,施加电压会使电流流动,电流在螺旋路径上流动时会产生磁场。研究团队观察到70纳米宽的纳米电磁线圈与传统205μm直径螺旋电感器的性能相近。在尺寸方面进行比较,纳米电磁线圈缩小了大约10000000倍。但是,由于石墨烯材料结构不稳定,很容易被破坏,需要在石墨烯线圈的表面镀一层保护膜。因此,专利技术一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法来解决上述问题很有必要。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,解决了现有的石墨烯电磁线圈结构不稳定,很容易被破坏的问题。(二)技术方案为实现以上目的,本专利技术通过以下技术方案予以实现:一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,包括以下步骤:A:首先将石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面清洁干净,保证石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面无尘附着;B:然后将清理后的石墨烯电磁线圈放入真空炉内,并启动真空炉,真空炉内抽真空0.5~1.5x10-3Pa,控制真空炉的温度在50~200℃;C:启动真空炉内的转盘,然后通入碳氢气体,使真空度达到0.3~1Pa;D:通过粒子加速器上的电子枪发射出电子束,电子束将碳元素沉积在电磁线圈上,同时,对真空炉内的等离子体离子源施加电压,电压值为20~30V,等离子体离子源发射出离子束,离子束轰击沉积层,使得沉积在电磁线圈上的DLC膜层形成附着力更大的高致密性DLC膜层;E:待真空炉内的温度降至室温后,抽出真空炉内的碳氢气体,并向真空炉内注入加工气体,使真空度达到0.3~0.5Pa,控制真空炉的温度在200~300℃;F:启动真空炉内的弧靶,将弧靶内的离子打入电磁线圈的表面,使得电磁线圈的表面沉积薄膜,然后旋转转盘,直至电磁线圈表面的薄膜分布均匀,形成外膜层;G:先关闭弧靶以及所有电源,待真空炉内的温度降至室温后,抽出所有气体,加强抽气5~10分钟,除去真空炉内残留的加工气体,将真空炉放空气至大气压,取出工件完成镀膜。可选的,所述步骤A中石墨烯电磁线圈和真空炉的清洁为塑胶清洁剂清洁或超声波清洁中的一种。可选的,所述步骤A中石墨烯电磁线圈的外表面干燥为自然晾干,真空炉的内表面干燥为低温吹干,吹干温度为40~60℃。可选的,所述步骤C中的转盘分为自转盘和公转盘,将石墨烯电磁线圈放置在自转盘上,自转盘安装在公转盘上。可选的,所述步骤C中碳氢气体的流量为200~400sccm,所述步骤E中加工气体的流量为250~350sccm。可选的,所述步骤D中电子束的发射功率为500~700W,离子束的功率为1000~1200W。可选的,所述步骤E中的加工气体为惰性气体。可选的,所述步骤F中弧靶的靶材为Ar、Ti、Ag、Ni、Si中的任意一种或者它们的组合。可选的,所述步骤F中石墨烯电磁线圈自转的旋转次数为8~10次,旋转速度为1~2r/min;步骤F中石墨烯电磁线圈公转的旋转次数为4~6次,旋转速度为3~7r/min。可选的,上述所述步骤中形成的高致密性DLC膜层为中间层,高致密性DLC膜层的厚度为0.6~0.7μm,外膜层的厚度为0.2~0.3μm。(三)有益效果本专利技术提供了一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,具备以下有益效果:(1)、本专利技术通过电子束在石墨烯电磁线圈的表面镀上一层DLC薄膜,再通过离子束将电磁线圈上的DLC膜层形成附着力更大的高致密性DLC膜层,极大的提高了石墨烯电磁线圈的稳定性和致密性。(2)、本专利技术通过弧靶在DLC膜层的表面镀上一层外膜层,弧靶的靶材为Ar、Ti、Ag、Ni、Si中的任意一种或者它们的组合,使得外膜层为Ar、Ti、Ag、Ni、Si的组合物,使得石墨烯电磁线圈具有一定的防菌性能,进一步加强了石墨烯电磁线圈的硬度以及稳定性。(3)、本专利技术工艺简单,设备要求低,可操作性强,具有良好的社会推广应用。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。实施例1:一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,包括以下步骤:A:首先将石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面清洁干净,保证石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面无尘附着,石墨烯电磁线圈和真空炉的清洁为塑胶清洁剂清洁或超声波清洁中的一种,石墨烯电磁线圈的外表面干燥为自然晾干,真空炉的内表面干燥为低温吹干,吹干温度为40℃;B:然后将清理后的石墨烯电磁线圈放入真空炉内,并启动真空炉,真空炉内抽真空0.5x10-3Pa,控制真空炉的温度在50℃;C:启动真空炉内的转盘,转盘分为自转盘和公转盘,将石墨烯电磁线圈放置在自转盘上,自转盘安装在公转盘上,然后通入碳氢气体,碳氢气体的流量为200sccm,使真空度达到0.3Pa;D:通过粒子加速器上的电子枪发射出电子束,电子束的发射功率为500W,电子束将碳元素沉积在电磁线圈上,同时,对真空炉内的等离子体离子源施加电压,电压值为20V,等离子体离子源发射出离子束,离子束的功率为1000W,离子束轰击沉积层,使得沉积在电磁线圈上的DLC膜层形成附着力更大的高致密性DLC膜层,高致密性DLC膜层为中间层,高致密性DLC膜层的厚度为0.6μm;E:待真空炉内的温度降至室温后,抽出真空炉内的碳氢气体,并向真空炉内注入加工气体,加工气体为惰性气体,加工气体的流量为250sccm,使真空度达到0.3Pa,控制真空炉的温度在200℃;F:启动真空炉内的弧靶,弧靶的靶材为Ar、Ti、Ag、Ni、Si中的任意一种或者它们的组合,将弧靶内的离子打入电磁线圈的表面,使得电磁线圈的表面沉积薄膜,然后旋转转盘,直至电磁线圈表面的薄膜分布均匀,形成外膜层,外膜层的厚度为0.2μm,其中,石墨烯电磁线圈自转的旋转次数为8次,旋转速度为1r/min,石墨烯电磁线圈公转的旋转次数为4次,旋转速度为3r/min;G:先关闭弧靶以及所有电源,待真空炉内的温度降至室温后,抽出所有气体,加强抽气5分钟,除去真空炉内残留的加工气体,将真空炉放空气至大气压,取出石墨烯电磁线圈完成镀膜。实施例2:一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,包括以下步骤:A:首先将石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面清洁干净,保证石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面无尘附着,石墨烯电磁线圈和真空炉的清洁为塑胶清洁剂清洁或超声波清洁中的一种,石墨烯电磁线圈的外表面干燥为自然晾干,真空炉的内表面干燥为低温吹干,吹干温度为50℃;B:然后将清理后的石墨烯电磁线圈放入真空炉内,并启动真空炉,真空炉内抽真空1.0x10-3Pa,控制真空炉的温度在120℃;C:启动真空炉内的转盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,其特征在于,包括以下步骤:A:首先将石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面清洁干净,保证石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面无尘附着;B:然后将清理后的石墨烯电磁线圈放入真空炉内,并启动真空炉,真空炉内抽真空0.5~1.5x10‑3Pa,控制真空炉的温度在50~200℃;C:启动真空炉内的转盘,然后通入碳氢气体,使真空度达到0.3~1Pa;D:通过粒子加速器上的电子枪发射出电子束,电子束将碳元素沉积在电磁线圈上,同时,对真空炉内的等离子体离子源施加电压,电压值为20~30V,等离子体离子源发射出离子束,离子束轰击沉积层,使得沉积在电磁线圈上的DLC膜层形成附着力更大的高致密性DLC膜层;E:待真空炉内的温度降至室温后,抽出真空炉内的碳氢气体,并向真空炉内注入加工气体,使真空度达到0.3~0.5Pa,控制真空炉的温度在200~300℃;F:启动真空炉内的弧靶,将弧靶内的离子打入电磁线圈的表面,使得电磁线圈的表面沉积薄膜,然后旋转转盘,直至电磁线圈表面的薄膜分布均匀,形成外膜层;G:先关闭弧靶以及所有电源,待真空炉内的温度降至室温后,抽出所有气体,加强抽气5~10分钟,除去真空炉内残留的加工气体,将真空炉放空气至大气压,取出工件完成镀膜。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,其特征在于,包括以下步骤:A:首先将石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面清洁干净,保证石墨烯电磁线圈的外表面和真空炉的内表面无尘附着;B:然后将清理后的石墨烯电磁线圈放入真空炉内,并启动真空炉,真空炉内抽真空0.5~1.5x10-3Pa,控制真空炉的温度在50~200℃;C:启动真空炉内的转盘,然后通入碳氢气体,使真空度达到0.3~1Pa;D:通过粒子加速器上的电子枪发射出电子束,电子束将碳元素沉积在电磁线圈上,同时,对真空炉内的等离子体离子源施加电压,电压值为20~30V,等离子体离子源发射出离子束,离子束轰击沉积层,使得沉积在电磁线圈上的DLC膜层形成附着力更大的高致密性DLC膜层;E:待真空炉内的温度降至室温后,抽出真空炉内的碳氢气体,并向真空炉内注入加工气体,使真空度达到0.3~0.5Pa,控制真空炉的温度在200~300℃;F:启动真空炉内的弧靶,将弧靶内的离子打入电磁线圈的表面,使得电磁线圈的表面沉积薄膜,然后旋转转盘,直至电磁线圈表面的薄膜分布均匀,形成外膜层;G:先关闭弧靶以及所有电源,待真空炉内的温度降至室温后,抽出所有气体,加强抽气5~10分钟,除去真空炉内残留的加工气体,将真空炉放空气至大气压,取出工件完成镀膜。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,其特征在于:所述步骤A中石墨烯电磁线圈和真空炉的清洁为塑胶清洁剂清洁或超声波清洁中的一种。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯电磁线圈的PVD成膜方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏莎莎林荣川翁建春
申请(专利权)人:集美大学
类型:发明
国别省市:福建,35

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1