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新型微波水热电沉积系统技术方案

技术编号:20189049 阅读:76 留言:0更新日期:2019-01-23 06:30
本实用新型专利技术公开一种新型微波水热电沉积系统。该系统包括反应釜装置,承载装置、微波电源、开关控制装置、直流电源和循环冷却装置;均插接安装于釜盖上并分别延伸至反应釜的温控元件、用于进行电沉积的正负电极;反应釜装置包括一端开口的釜体、釜盖、安装于釜体内的微波穿透隔离层、安装于釜体底部的微波发生器及周向环绕且嵌入釜体内壁的冷却管;反应釜装置固定在承载装置上;微波电源与微波发生器电连接;开关控制装置与微波电源电连接,同时接收温控元件的信号;直流电源与正负电极电连接;循环冷却装置与开关控制装置电连接并与冷却管连通。本实用新型专利技术结构简单、反应效率高、控制精准、运行性能稳定且操作简便,适合制备高质量涂层。

【技术实现步骤摘要】
新型微波水热电沉积系统
本技术涉及复合材料制备设备
,尤其涉及一种新型微波水热电沉积系统。
技术介绍
水热电沉积法是将具有一定电阻率的导电材料置于含有待沉积涂层或薄膜组成的离子溶液中,然后通过电加热,在微波场的作用下,通过控制电解液温度、电流密度或者电压,以降低涂层或薄膜形成的吉布斯自由能来实现涂层或薄膜的制备的工艺。该工艺不仅继承了电化学工艺的优点,而且由于微波的引入,必然形成新型结构和功能性的材料,因此是一种前景广阔的工艺。然而,由于装置涉及微波,实际上目前并未有关于这种能够集水热电沉积和微波为一体的装置的报道。申请号为200520079453.4的中国技术专利公开一种制备涂层或薄膜的微波水热电沉积装置,但该装置存在以下缺陷:(1)由继电器控制的微波炉体工作方式,难以实现稳定控制水热温度,在中低温范围内,温度波动范围较大,影响沉积的效果;(2)温度波动较大时,无法实现快速循环冷却,难以保证水热沉积温度的相对稳定;(3)电源的两电极和导线以及热电偶及其导线直接置于微波中,会出现打火,造成微波发生器损坏,甚至引发整个装置起火、爆炸;(4)整个装置的反应釜全部位于微波炉内,要求微波炉足够大,对于微波炉结构和材料要求比较高,安全性较差。总之,该技术设备存在一系列安全的隐患,需要改进。
技术实现思路
针对现有微波水热电沉积装置在使用过程中存在的无法获得稳定的温度、且有安全隐患等问题,本技术提供一种新型微波水热电沉积系统。为达到上述技术目的,本技术实施例采用如下的技术方案:一种新型微波水热电沉积系统,包括反应釜装置,所述反应釜装置包括一端开口的釜体、盖设于所述开口处的釜盖、安装于所述釜体内的微波穿透隔离层、安装于所述釜体底部的微波发生器及周向环绕且嵌入所述釜体内壁的冷却管;还包括用于安装并固定所述反应釜装置的承载装置、微波电源、开关控制装置、直流电源和循环冷却装置;以及,还包括均插接安装于所述釜盖上并分别延伸至所述反应釜的温控元件、用于进行电沉积的正电极和负电极;其中,所述反应釜装置可拆卸固定在所述承载装置上;所述微波电源与所述微波发生器电连接;所述开关控制装置与所述微波电源电连接,并与市电电连接,同时还与所述温控元件有信号传输;所述直流电源分别与所述正电极、负电极电连接;所述循环冷却装置与所述开关控制装置电连接并通过管道与所述冷却管连通。优选地,所述正电极、负电极均为以耐热绝缘高分子为包覆层的碳/碳复合电极。优选地,所述碳/碳复合电极的密度为1.7~2.0g/cm3。优选地,所述微波发生器上还具有向所述微波穿透隔离层发射微波的微波发射端。优选地,所述开口所在的釜体端面上开设有密封槽,所述密封槽上放置有密封圈。优选地,所述承载装置上安装有可调节所述釜盖升降的螺旋滑杆,所述螺旋滑杆通过压块与所述釜盖连接。优选地,所述承载装置为一箱体结构,靠近所述箱体结构的底部安装有用于散热的风扇。优选地,所述微波穿透隔离层为石英层或蓝宝石玻璃层。优选地,所述开关控制装置具有循环冷却控制模块以及微波发生频率调节模块。本技术新型微波水热电沉积系统的有益效果为:相对于现有技术,本技术的新型微波水热电沉积系统,在反应釜底部安装有微波发生器,并在反应釜壁体内缠绕有冷却管,微波发生器产生的微波直接辐射至反应釜内的液相导电介质溶液中,使得液相导电介质溶液发热,并通过温控元件测定和监控反应釜内的温度及釜壁温度,反馈给微波电源和循环冷却装置,由微波电源及循环冷却装置自动进行微波功率及循环速度的调节,以维持反应温度的相对稳定。该系统具有结构简单、反应效率高、控制精准、运行性能稳定、操作简便、安全性高等特点,适合高质量涂层、薄膜或复合材料的水热电沉积制备,制备得到的涂层,结合力可以达到50MPa及以上。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术新型微波水热电沉积系统结构示意图;图2是本技术新型微波水热电沉积系统中反应釜装置俯视示意图;图3是本技术新型微波水热电沉积系统中反应釜装置釜盖的仰视示意图;图4是本技术新型微波水热电沉积系统中反应釜装置沿图2中A-A线的剖视示意图;其中,1-反应釜装置,11-釜体,12-微波穿透隔离层,13-微波发生器,131-微波发射端,14-冷却管,15-釜盖,151-压力表,16-密封槽,17-温控元件,18-螺栓;2-承载装置,21-螺旋滑杆,22-压块,23-风扇;3-微波电源;4-开关控制装置;5-直流电源;6-循环冷却装置,61-冷却液进液管,62-冷却液出液管。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。请一并参阅图1、图2、图3、图4,现对本技术新型微波水热电沉积系统进行说明。请参阅图1,本技术实施例提供一种新型微波水热电沉积系统。该新型微波水热电沉积系统包括反应釜装置1、承载装置2、微波电源3、开关控制装置4、直流电源5及冷却循环装置6。其中,请参阅图2、图3、图4,反应釜装置1包括如下的部件:(a)釜体11及微波发生器13,釜体11为一端开口的可用作整个新型微波水热电沉积系统进行水热电沉积反应的反应容纳腔,与常见的反应釜的釜体具有相同的作用;另一端安装有微波发生器13。优选地,釜体11的材质为不锈钢。(b)微波穿透隔离层12,微波穿透隔离层12卡接并安装于釜体11内,也就是安装在釜体11形成的反应容纳腔内。优选地,微波穿透隔离层12由石英玻璃或者蓝宝石玻璃材料经过加工而成。(c)微波发生器13,如前所述,微波发生器13可拆卸地安装于釜体11的底部,并且向着微波穿透隔离层12的方向还设置有微波发射端131,以使得微波发生器13产生的微波,能够全部直接向反应容纳腔中发射,提高对液相导电介质溶液的作用效果。(c)冷却管14,冷却管14周向嵌入且环绕于釜体11壁内,用于对微波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型微波水热电沉积系统,其特征在于,包括反应釜装置,所述反应釜装置包括一端开口的釜体、盖设于所述开口处的釜盖、安装于所述釜体内的微波穿透隔离层、安装于所述釜体底部的微波发生器及周向环绕且嵌入所述釜体内壁的冷却管;还包括用于安装并固定所述反应釜装置的承载装置、微波电源、开关控制装置、直流电源和循环冷却装置;以及,还包括均插接安装于所述釜盖上并分别延伸至所述反应釜的温控元件、用于进行电沉积的正电极和负电极;其中,所述反应釜装置可拆卸固定在所述承载装置上;所述微波电源与所述微波发生器电连接;所述开关控制装置与所述微波电源电连接,并与市电电连接,同时还与所述温控元件有信号传输;所述直流电源分别与所述正电极、负电极电连接;所述循环冷却装置与所述开关控制装置电连接并通过管道与所述冷却管连通。

【技术特征摘要】
1.一种新型微波水热电沉积系统,其特征在于,包括反应釜装置,所述反应釜装置包括一端开口的釜体、盖设于所述开口处的釜盖、安装于所述釜体内的微波穿透隔离层、安装于所述釜体底部的微波发生器及周向环绕且嵌入所述釜体内壁的冷却管;还包括用于安装并固定所述反应釜装置的承载装置、微波电源、开关控制装置、直流电源和循环冷却装置;以及,还包括均插接安装于所述釜盖上并分别延伸至所述反应釜的温控元件、用于进行电沉积的正电极和负电极;其中,所述反应釜装置可拆卸固定在所述承载装置上;所述微波电源与所述微波发生器电连接;所述开关控制装置与所述微波电源电连接,并与市电电连接,同时还与所述温控元件有信号传输;所述直流电源分别与所述正电极、负电极电连接;所述循环冷却装置与所述开关控制装置电连接并通过管道与所述冷却管连通。2.如权利要求1所述的新型微波水热电沉积系统,其特征在于,所述正电极、负电极均为以耐热绝缘高分子为包覆层的碳/碳复合电极。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:熊信柏雷灵均于朔刘玲马俊曾燮榕
申请(专利权)人:深圳大学
类型:新型
国别省市:广东,44

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