一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置，包括载气系统、前驱体系统、反应系统和控制系统；所述反应系统通过管路分别与载气系统和前驱体系统连接，所述反应系统上设置有进样仓，所述管路上设置有阀门；所述载气系统用于填充惰性气体，所述控制系统控制所述载气系统、前驱体系统和反应系统的开闭。本发明专利技术提供的蜂窝状载体表面原子层涂层装置，使得到的涂层的均匀性、阶梯覆盖率以及厚度控制等方面都具有明显的改善。

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置
本专利技术涉及蜂窝状载体的表面处理
，特别是涉及一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置。
技术介绍
蜂窝状载体与传统载体相比延展性能和机械性能好，应用广泛，蜂窝状载体在使用时一般需要在表面涂覆涂层，工业生产中对蜂窝状载体进行涂层的制备方法主要有物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶(sol-gel)、原子层沉积(ALD)。其中，原子层沉积技术作为一种特殊的化学气相沉积技术，制备的涂层相比于其他方法具有多种优点。首先原子层沉积能够制备的物质种类涵盖了大部分元素的单质或氧化物，适用的物质范围广泛。同时最主要的在于原子层沉积是一种基于自限制性特点的气相制备方法，使其能够在具有复杂表面和高深宽比载体上制备均匀且保型性良好的薄膜或纳米颗粒。在过去几年中，利用原子层沉积制备涂层研究逐步增多，包括从理论到实验上研究原子层沉积过程中前驱体的表面化学反应，利用原子层沉积方法制备单分散金属纳米颗粒，金属－金属合金或核壳结构纳米颗粒及氧化物包覆型功能催化剂等方面。然而，上述蜂窝状载体涂层技术加工工艺复杂，生产成本高，载体与涂层之间结合强度差，涂层容易脱落和破裂，涂层不均匀、涂层厚度不易控制，严重制约了蜂窝状载体的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置，以解决上述现有技术存在的问题，使得到的涂层的均匀性、阶梯覆盖率以及厚度控制等方面都具有明显的改善。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提供一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置，包括载气系统、前驱体系统、反应系统和控制系统；所述反应系统通过管路分别与载气系统和前驱体系统连接，所述反应系统上设置有进样仓，所述管路上设置有阀门；所述载气系统用于填充惰性气体，所述控制系统控制所述载气系统、前驱体系统和反应系统的开闭。可选的，所述反应系统包括真空反应腔，所述真空反应腔通过管路分别与载气系统和前驱体系统连接，所述进样仓设置于所述真空反应腔上；所述真空反应腔外设置有加热炉，所述真空反应腔连接有真空泵，所述真空反应腔侧壁上开设有放气口，所述放气口处安装有手动放气阀。可选的，所述载气系统与所述真空反应腔之间的管路上安装有质量流量控制器，所述质量流量控制器与所述控制系统通过管路连接；所述前驱体系统与所述真空反应腔的连接端位于所述质量流量控制器与所述真空反应腔之间的管路上；所述质量流量控制器、前驱体系统和真空反应腔连接交汇处设置有三通气动阀。可选的，所述前驱体系统包括前驱体源瓶，所述质量流量控制器与所述前驱体源瓶通过管路连接；所述前驱体源瓶、质量流量控制器和真空反应腔通过三通气动阀连接。可选的，所述前驱体源瓶包括并列设置且分别通过管路与所述真空反应腔连接的第一前驱体源瓶、第二前驱体源瓶、第三前驱体源瓶和第四前驱体源瓶，所述第一前驱体源瓶、第二前驱体源瓶、第三前驱体源瓶和第四前驱体源瓶开口处分别设置有源瓶手动阀。可选的，所述质量流量控制器包括并列设置且分别与所述第一前驱体源瓶、第二前驱体源瓶、第三前驱体源瓶和第四前驱体源瓶相对应的第一质量流量控制器、第二质量流量控制器、第三质量流量控制器和第四质量流量控制器；所述第一质量流量控制器、第二质量流量控制器、第三质量流量控制器和第四质量流量控制器分别通过管路与所述真空反应腔连接。可选的，所述加热炉为管式加热炉，所述管式加热炉内径为100-200mm。可选的，所述真空泵为真空机械泵，所述真空机械泵的抽速为5L/S-100L/S。可选的，所述载气系统包括惰性气体钢瓶，所述惰性气体钢瓶出口端安装有钢瓶手动阀，所述惰性气体钢瓶通过管路分别与所述第一质量流量控制器、第二质量流量控制器、第三质量流量控制器和第四质量流量控制器连接。可选的，所述真空反应腔连接有励磁线圈和射频电源。本专利技术提供的蜂窝状载体表面原子层涂层装置与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术提供的蜂窝状载体表面原子层涂层装置的真空反应腔连接有励磁线圈及产生等离子体的射频电源，等离子增强原子层沉积。选用K型热电偶测量前驱体源瓶的表面温度，并与控制系统连接，及时监测并控制前驱体源瓶内前驱体的输送量。通过气体质量流量控制器依照程序设计独立控制惰性气体的流量和流速，效率高，精确度好。并列设置了多个不同的前驱体管路，可以根据需要通入不同的前驱体，优化和扩展了设备的沉积功能。整体上，本专利技术提供的蜂窝状载体表面原子层涂层装置可以对蜂窝状载体进行一种、两种，甚至多种材料的表面涂覆，涂覆单分散金属纳米颗粒或者氧化物等催化剂，针对蜂窝状载体获得的涂层的均匀性、阶梯覆盖率以及厚度控制等方面都具有明显的优势。为不同尺寸的蜂窝状载体进行涂层处理奠定了基础，能够满足工业化大规模生产的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；图1为本专利技术蜂窝状载体表面原子层涂层装置；附图标记说明：1为惰性气体钢瓶、2为钢瓶手动阀、3为第一质量流量控制器、4为第二质量流量控制器、5为第三质量流量控制器、6为第四质量流量控制、7为第一两通气动阀、8为第二两通气动阀、9为第三两通气动阀、10为第四两通气动阀、11为第一前驱体源瓶、12为第一源瓶手动阀、13为第五两通气动阀、14为第一三通气动阀、15为第二三通气动阀、16为第三三通气动阀、17为第四三通气动阀、18为第六两通气动阀、19为第二源瓶手动阀、20为第二前驱体源瓶、21为第三前驱体源瓶、22第三源瓶手动阀、23为第七两通气动阀、24为第八两通气动阀、25为第四源瓶手动阀、26为第二前驱体源瓶、27为加热炉、28为真空反应腔、29为真空泵、30为手动放气阀、31为进样仓、32为管路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，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；本专利技术的目的是提供一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置，以解决上述现有技术存在的问题，使得到的涂层的均匀性、阶梯覆盖率以及厚度控制等方面都具有明显的改善。本专利技术提供的蜂窝状载体表面原子层涂层装置，包括载气系统、前驱体系统、反应系统和控制系统；所述反应系统通过管路分别与载气系统和前驱体系统连接，所述反应系统上设置有进样仓，所述管路上设置有阀门；所述载气系统用于填充惰性气体，所述控制系统控制所述载气系统、前驱体系统和反应系统的开闭。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置，主要结构包括载气系统、前驱体系统、反应系统和控制系统；如图1所示，所述载气系统包括惰性气体钢瓶1，所述前驱体系统包括前驱体源瓶，所述反应系统包括真空反应腔28，所述真空反应腔28为石英管结构，所述真空反应腔28连通有真空泵29。所述惰性气体钢瓶1和前驱体源瓶以及真空反应腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置，其特征在于：包括载气系统、前驱体系统、反应系统和控制系统；所述反应系统通过管路分别与载气系统和前驱体系统连接，所述反应系统上设置有进样仓，所述管路上设置有阀门；所述载气系统用于填充惰性气体，所述控制系统控制所述载气系统、前驱体系统和反应系统的开闭。

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝状载体表面原子层涂层装置，其特征在于：包括载气系统、前驱体系统、反应系统和控制系统；所述反应系统通过管路分别与载气系统和前驱体系统连接，所述反应系统上设置有进样仓，所述管路上设置有阀门；所述载气系统用于填充惰性气体，所述控制系统控制所述载气系统、前驱体系统和反应系统的开闭。2.根据权利要求1所述的蜂窝状载体表面原子层涂层装置，其特征在于：所述反应系统包括真空反应腔，所述真空反应腔通过管路分别与载气系统和前驱体系统连接，所述进样仓设置于所述真空反应腔上；所述真空反应腔外设置有加热炉，所述真空反应腔连接有真空泵，所述真空反应腔侧壁上开设有放气口，所述放气口处安装有手动放气阀。3.根据权利要求2所述的蜂窝状载体表面原子层涂层装置，其特征在于：所述载气系统与所述真空反应腔之间的管路上安装有质量流量控制器，所述质量流量控制器与所述控制系统通过管路连接；所述前驱体系统与所述真空反应腔的连接端位于所述质量流量控制器与所述真空反应腔之间的管路上；所述质量流量控制器、前驱体系统和真空反应腔连接交汇处设置有三通气动阀。4.根据权利要求3所述的蜂窝状载体表面原子层涂层装置，其特征在于：所述前驱体系统包括前驱体源瓶，所述质量流量控制器与所述前驱体源瓶通过管路连接；所述前驱体源瓶、质量流量控制器和真空反应腔通过三通气动阀连接。5.根据权利要求4所述的蜂窝状载体表面原子层涂层装置，其特征在于：所述前驱体源...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃飞，程晓鹏，桑利军，唐亮，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11