一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其中主要由微波发生器、微波发射喇叭、工艺进气管、微波屏蔽层、旋转托盘、水冷系统、真空系统和镀膜壳体组成，其中镀膜壳体是具有密封性能的腔体。工作时，工艺气通过进气管进入微波发射喇叭，利用微波将工艺气进行裂解并等离子化，经过裂解等离子化后碳原子作为镀金刚石薄膜的碳源材料。本实用新型专利技术是通过改变微波频率和工艺气介质，实现SP2和SP3型纳米金刚石镀膜。采用微波镀膜效率显著，所镀纳米金刚石薄膜厚度均匀，表面光滑平整，且不易损坏待镀膜基材，在各种工业领域有着十分广阔的应用前景。

A kind of equipment for microwave plating nano diamond film

【技术实现步骤摘要】
一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备
本技术涉及镀纳米金刚石薄膜的
，尤其涉及一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备。
技术介绍
随着半导体镀膜基材等向大容量化、高速化、低价格化方向发展实现，实现各种高介质膜及其他特殊性能镀膜至关重要。传统的热氧化和热化学气相沉淀法往往会因为温度较高导致扩散面的重新分配、形成错位和堆垛层错等缺陷，是镀膜技术的一个限制因素，而镀膜技术又是当前低维材料的基础。采用微波镀纳米金刚石薄膜具有台阶覆盖性好，沉积速率高、薄膜层极薄、高纯度和能多层反复镀膜等优点。金刚石薄膜由于其在力学、热学、光学及电学等方面具有极其优异的特性，在高技术和各种工业领域有着十分广阔的应用前景。80年代以来，气相合成金刚石薄膜的研究取得很大进展，相继建立了多种金刚石薄膜生长的方法。其中，是化学气相沉积法发展迅速，生长的金刚石薄膜的质量较高。微波具有更高的气体分解和离化率，在类比工艺中也是较高的，同时只要在微波的辐照之下，还具有良好的等离子运输能力，利用工艺气态源进行镀膜时。可以得到SP2或SP3型薄膜等二维材料，它们与基材结合能力良好，但目前并没有一款结构简单、操作方便的相关设备。因此开发简单易行的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备已非常必要。
技术实现思路
为克服上述存在之不足，本技术的专利技术人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备,其镀膜效率高，镀膜质量好，需要的设备简单，容易操作，费用低。为实现上述目的本技术所采用的技术方案是：主要由微波发生器、工艺进气管、微波屏蔽层、旋转托盘、冷却盘管、水冷系统、真空系统和镀膜壳体组成，其中镀膜壳体为密封性能的腔体，在镀膜腔体内壁上设置微波屏蔽层，所述旋转托盘安装在内底部，所述微波发生器与镀膜壳体内部连通，所述工艺进气管与镀膜壳体内连通，所述冷却盘管安装在镀膜壳体内且与水冷系统连接，所述真空系统与镀膜壳体内连通。所述镀膜壳体内壁和外壁四周设置有微波屏蔽层，以减少高频微波多次反射，以有效减少从内置微波屏蔽层逃逸的微波。所述工艺气通过开启工艺控制阀进入工艺进气管，导入至微波发射喇叭，通过微波将工艺气进行裂解并等离子化，经过裂解等离子化后单质碳作为镀金刚石薄膜的碳源材料。根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：所述微波发生器包括微波源电信号、谐振腔、微波衰减器、导波管和微波发射喇叭，所述微波源电信号、谐振腔位于镀膜腔体外，波导管安装在镀膜腔体上与镀膜腔体内连通，所述微波发射喇叭连接在波导管位于镀膜腔体内的末端，且在波导管内安装微波衰减器。其中工艺进气管是与微波发生器上的微波发射喇叭连通根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：所述镀膜壳体内设置两个或两个以上的微波发射喇叭，同时发射不同频率和功率的微波，实现SP2或SP3型同时进行金刚石复合镀膜。根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：在工艺气进气管处的工艺进气可以根据镀金刚石薄膜的种类不同，可以设置多种工艺气体，优选地采用甲烷和乙炔，保护气优选地采用氦气和氩气。还可以单独输入各种其他元素，使所镀薄膜为所需的化学成分。根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：所述镀膜壳体采用奥氏体不锈钢，如304或316，最好是采用304不锈钢。根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：所述镀膜壳体真空度由外接真空系统维持，其压力维持在微真空度，最好是的真空度是维持在0.1～0.5Pa之间。根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：所述微波进入微波发射喇叭后发散，可获得大面积的沉积薄膜，镀膜厚度可以调整沉积的时间来保证，本技术中为了获得超厚膜，沉积过程中还可以进行多次退火以消除应力。根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：所述设备，测量其辐射已降低到几微瓦水平，仅为手机辐射的15％以下，对工作人员的健康没有任何影响。根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：所述外接真空系统与镀膜壳体最底部连接，这样有利于金刚石薄膜的生长、优化洁净特性和结构。根据本技术所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：所述镀膜腔体为球形或圆柱形，这样能有效减少微波的发射，影响镀膜效果和质量。根据本技术中所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其进一步地优选技术方案是：外接真空系统与镀膜壳体连接管道上安装有抽气阀门。这样可以维持镀膜壳体内特定的真空度，保证镀膜工艺的顺利进行，同时将气相中非沉积杂质气排出镀膜壳体外。相比现有技术本技术具有如下优点：优点1.采用该微波镀纳米金刚石薄膜的设备在镀薄膜的过程中节省了能源和材料，降低了成本。优点2.采用微波镀纳米金刚石薄膜的设备具有良好的镀膜效果，很少出现针孔和裂口，无揉曲龟裂现象。优点3.采用该微波镀纳米金刚石薄膜的设备，可采用分步式进行镀膜，以获得多层复合化金刚石薄膜。优点4.采用该微波镀纳米金刚石薄膜的设备，对基材材质选用范围广，如泡沫镍、泡沫铜和陶瓷等，复合等后加工具有良好的适应性。优点5.采用微波镀纳米金刚石薄膜的设备，全过程对环境不会产生污染和破坏。对于传统的镀金刚石薄膜，本技术具有工艺简单、成本低廉、镀膜过程环保，镀层密度高、镀层硬度硬，镀膜孔隙度极少，镀层附着性好，镀膜更彻底等特点；随着我国高新技术和各工业领域的大力发展，该装置及方法将在制备金刚石的应用前景将更加广阔。本技术是通过改变微波的功率和频率，实现SP2和SP3型金刚石复合化和纳米化。具有工艺简单、镀膜质量优良与常规镀膜工艺相比，采用微波镀膜沉积速度可提高10～100倍，甚至更高。在高技术和各种工业领域有着十分广阔的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1是本技术微波镀纳米金刚石薄膜的设备整体结构示意图。图中标号分别为：微波发生器100、微波源电信号1、谐振腔2、微波衰减器3、导波管4、微波发射喇叭5、工艺进气管6、工艺控制阀7、镀膜壳体8、微波屏蔽层9、旋转托盘10、冷却盘管11、水冷系统12、抽气阀门13、真空系统14。具体实施方式为使本技术目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术的一部分实施方式，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其特征在于：主要由微波发生器、工艺进气管、微波屏蔽层、旋转托盘、冷却盘管、水冷系统、真空系统和镀膜壳体组成，其中镀膜壳体为密封性能的腔体，在镀膜腔体内壁上设置微波屏蔽层，所述旋转托盘安装在内底部，所述微波发生器与镀膜壳体内部连通，所述工艺进气管与镀膜壳体内连通，所述冷却盘管安装在镀膜壳体内且与水冷系统连接，所述真空系统与镀膜壳体内连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其特征在于：主要由微波发生器、工艺进气管、微波屏蔽层、旋转托盘、冷却盘管、水冷系统、真空系统和镀膜壳体组成，其中镀膜壳体为密封性能的腔体，在镀膜腔体内壁上设置微波屏蔽层，所述旋转托盘安装在内底部，所述微波发生器与镀膜壳体内部连通，所述工艺进气管与镀膜壳体内连通，所述冷却盘管安装在镀膜壳体内且与水冷系统连接，所述真空系统与镀膜壳体内连通。


2.根据权利要求1所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其特征在于，所述微波发生器包括微波源电信号、谐振腔、微波衰减器、导波管和微波发射喇叭，所述微波源电信号、谐振腔位于镀膜腔体外，波导管安装在镀膜腔体上与镀膜腔体内连通，所述微波发射喇叭连接在波导管位于镀膜腔体内的末端，且在波导管内安装微波衰减器。


3.根据权利要求2所述的一种微波镀纳米金刚石薄膜的设备，其特征在于，工艺进气管与微波发射喇叭连通。


4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡茜，付斗才，
申请(专利权)人：成都道启弘环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51