用于管道内壁面的溅射镀膜装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及真空溅射镀膜技术，具体涉及一种用于管道内壁进行镀膜的装置。它包括现有溅射镀膜中使用的与涡轮分子泵排气机组及反应气体流量控制系统连通的进气辅助真空室、与真空度测量控制系统及膜厚测量控制系统连通的辅助真空室、高纯金属溅射靶，所述被镀管道作为真空室连接在两个辅助真空室中间，高纯金属溅射靶为圆柱形空心杆件，它穿套在被镀管道中间并与被镀管道同轴线，并由非导体材料构成的半环状件支垫固定。本实用新型专利技术解决了长期以来长管道内表面镀膜难题，并通过选取合适溅射靶的外径尺寸，使溅射靶到被镀管道表面保持最佳溅射沉积距离，获得均匀的管道内壁膜。具有成膜面积大、膜厚均匀、结构简单、工艺简便易于控制、使用寿命长等特点。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及真空溅射镀膜技术，具体涉及一种对管道内壁进行镀膜的装置。
技术介绍
溅射镀膜是现有技术中常见的镀膜方法。所述镀膜过程是在真空环境下，由专门设计的镀膜机和系统来完成。通常的情况只要求将镀膜沉积于被镀物体的外表面和平面上，其使用的镀膜机比较简单，采用平面溅射靶就能实现。但随着高科技的发展，这种镀膜技术已不能满足使用要求。例如，随着粒子加速器向高能量、大流强、高亮度和长寿命方面的发展，对管道真空系统的要求已从超高真空向极高真空跨越。真空室材料的表面处理方法对真空获得和系统的动态真空起着决定性作用。众所周知，材料表面镀膜可以防止表面气体的释出，阻碍材料内部固溶气体的渗透，使其具有良好的真空性能。无疑，对管道真空室内表面进行镀膜处理是达到加速器领域极高真空系统的有效措施之一。目前尚未见到用于管道内壁，特别是长管道内壁进行溅射镀膜的专用设备。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单、操作方便的能对长短管道内壁进行溅射镀膜的专用设备。本技术的目的通过以下方式实现。本技术是用于管道内壁溅射镀膜装置，包括现有溅射镀膜中使用的与涡轮分子泵排气机组及反应气体流量控制系统连通的进气辅助真空室、与真空度测量控制系统及膜厚测量控制系统连通的辅助真空室、高纯金属溅射靶，其特征在于，所述被镀管道作为真空室连接在两个辅助真空室中间，所述高纯金属溅射靶为圆柱形空心杆件，它穿套在被镀管道中间并与被镀管道同轴线，由非导体材料构成的半环状件支垫固定，例如陶瓷件，耐高温塑料件等；该溅射靶的外圆直径为被镀管道内径的0.2-0.6倍；溅射靶的外圆面上设有均匀分布的通气孔，其孔径是溅射靶外圆直径的0.08-0.12倍，孔与孔的间距是溅射靶外圆直径的0.8-1.2倍。对于较小内径的被镀管道，其高纯金属溅射靶可为圆柱形实心杆件。在实际应用中，可将电极接头设在辅助真空室内远离溅射靶处，并在电极接头与溅射靶之间使用导体连接，例如用钛或不锈钢材料，可减少对真空室和镀膜材料的污染。如果被镀管道上原设有通孔，则可利用它设计成观察窗，将会更有利于观察被镀管道内的溅射情况。本技术的管道内壁溅射镀膜装置中，将高压电极接头设在辅助真空室内，使电极接头远离溅射区域，防止由于所镀导电薄膜沉积在电极接头的陶瓷管上而引起的短路事故，并避免电极接头处于高温状态，这样可大大提高该装置的寿命，同时省却了一般大型镀膜设备常有的水冷系统，使得它整体结构简单、安全易行、造价低廉。本技术的管道内壁溅射镀膜装置，利用被镀管道自体为溅射环境平台，并由穿套在被镀管道中间的圆柱形杆件为溅射靶，配以现有的真空排气系统和反应气体控制系统即可实现长管道内表面溅射镀膜，解决了长期以来长管道内表面镀膜难题。并可通过选取合适溅射靶的外径尺寸，使溅射靶到被镀管道表面距离保持最佳溅射沉积距离，获得均匀的管道内壁膜。它具有成膜面积大(管道成膜长)、膜厚均匀、质量高、系统结构简单、工艺简便易于控制、使用寿命长等特点。本技术的管道内壁溅射镀膜装置，由于能够对很长的金属管道大面积内表面实现均匀镀膜，为达到加速器领域中极高真空系统所需的高要求提供了有利条件。附图说明图1是本技术的一种实施例的结构示意图。图2是本技术所述溅射靶的一种实施例的结构示意图。具体实施方式参见图1，由高纯钛制作的圆形溅射靶1穿套在被镀管道2中，7是半环状陶瓷支垫，用以支撑固定圆形溅射靶，并保证溅射靶与被镀管道同轴线。进气辅助真空室安装在被镀管道左侧，它设有观察窗5，并通过气体流量控制器9与反应气体流量控制系统接通，以引入反应气体。观察窗用以观察放电镀膜工作状态。其内还设有有陶瓷管保护的电极接头10，6为DC电源，由此接入放电高压。被镀管道右侧连接有用于测量的辅助真空室，它包括真空测量、分析、控制装置3和110L/s涡轮分子泵机组4，用于测量控制真空度和系统残余气体分析以及镀膜系统动态气压维持调整。两辅助真空室与管道直接采用通用的法兰接口连接。两个辅助真空室及其相关的连接均为现有技术。8是用于连接高压电极接头11与溅射靶的导体，本实施例采用不锈钢丝。图2表达了上述实施例中溅射靶的结构。该溅射靶是圆管形，为节约材料，管壁较薄，约为2.5mm。为使镀层均匀，需要保证良好的通气性，在溅射靶的管壁上设有均匀分布的小孔12。本实施例中，被镀管道2的内径为85mm，高纯钛制作的圆形溅射靶管外径为45mm，内孔为40mm，靶长1800mm，溅射靶上的小孔直径为5mm，纵向间距为40mm，在圆周方向上计有4排。引入的反应气体为含量达99.8％的高纯氮气，加适量中和气体氩气，控制好放电时气体流量比例，大约为5∶1。仔细调整放电电压、放电电流、反应气体流量以及放电真空环境找出最佳的各参数配合，经过数小时的放电溅射镀膜，即可获得高品质的镀膜。实验表明，当放电电流为2.5A、电压600V时，经过一个小时即可镀上200nm的薄膜。权利要求1.一种用于管道内壁面的溅射镀膜装置，包括与涡轮分子泵排气机组及反应气体流量控制系统连通的进气辅助真空室、与真空度测量控制系统及膜厚测量控制系统连通的辅助真空室、高纯金属溅射靶，其特征在于，所述被镀管道作为真空室连接在两个辅助真空室中间，所述高纯金属溅射靶为圆柱形空心杆件，它穿套在被镀管道中间并与被镀管道同轴线，由非导体材料构成的半环状件支垫固定。2.如权利要求1所述的用于管道内壁面的溅射镀膜装置，其特征在于，所述溅射靶的外圆直径为被镀管道内径的0.2-0.6倍。3.如权利要求1所述的用于管道内壁面的溅射镀膜装置，其特征在于，所述溅射靶的外圆面上设有均匀分布的通气孔，其孔径是溅射靶外圆直径的0.08-0.12倍，孔与孔的间距是溅射靶外圆直径的0.8-1.2倍。4.一种用于管道内壁面的溅射镀膜装置，包括与涡轮分子泵排气机组及反应气体流量控制系统连通的进气辅助真空室、与真空度测量控制系统及膜厚测量控制系统连通的辅助真空室、高纯金属溅射靶，其特征在于，所述被镀管道作为真空室连接在两个辅助真空室中间，所述高纯金属溅射靶为圆柱形实心杆件，它穿套在被镀管道中间并与被镀管道同轴线，由非导体材料构成的半环状件支垫固定。专利摘要本技术涉及真空溅射镀膜技术，具体涉及一种用于管道内壁进行镀膜的装置。它包括现有溅射镀膜中使用的与涡轮分子泵排气机组及反应气体流量控制系统连通的进气辅助真空室、与真空度测量控制系统及膜厚测量控制系统连通的辅助真空室、高纯金属溅射靶，所述被镀管道作为真空室连接在两个辅助真空室中间，高纯金属溅射靶为圆柱形空心杆件，它穿套在被镀管道中间并与被镀管道同轴线，并由非导体材料构成的半环状件支垫固定。本技术解决了长期以来长管道内表面镀膜难题，并通过选取合适溅射靶的外径尺寸，使溅射靶到被镀管道表面保持最佳溅射沉积距离，获得均匀的管道内壁膜。具有成膜面积大、膜厚均匀、结构简单、工艺简便易于控制、使用寿命长等特点。文档编号C23C14/54GK2869034SQ20052007349公开日2007年2月14日 申请日期2005年7月7日 优先权日2005年7月7日专利技术者王勇, 尉伟, 张耀锋, 范乐, 王建平 申请人:中国科学技术大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管道内壁面的溅射镀膜装置，包括与涡轮分子泵排气机组及反应气体流量控制系统连通的进气辅助真空室、与真空度测量控制系统及膜厚测量控制系统连通的辅助真空室、高纯金属溅射靶，其特征在于，所述被镀管道作为真空室连接在两个辅助真空室中间，所述高纯金属溅射靶为圆柱形空心杆件，它穿套在被镀管道中间并与被镀管道同轴线，由非导体材料构成的半环状件支垫固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，尉伟，张耀锋，范乐，王建平，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]