一种离子束沉积设备的冷却辊制造技术

本发明专利技术公开了一种离子束沉积设备的冷却辊，涉及离子束镀膜领域。该方案包括中空的辊体，所述辊体由外至内依次包括表面导电层、绝缘导热层以及冷却腔，所述表面导电层携带负电荷，所述冷却腔内循环通入、排出冷却流体，或者在所述冷却腔内设置固体冷却介质，所述辊体还包括支撑轴部，所述支撑轴部与所述绝缘导热层固定。在冷辊表面均匀施加电场，改变系统的电场分布，提高镀膜质量，通过绝缘导热层将冷却腔与表面导电层隔离开，支撑轴部与绝缘导热层固定，将表面导电层与冷却腔、支撑轴隔离，能对薄膜进行冷却，并降低触电的风险，消除安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种离子束沉积设备的冷却辊
本专利技术涉及离子束镀膜领域，具体涉及一种离子束沉积设备的冷却辊。
技术介绍
冷却辊是在薄膜生产中用于冷却薄膜产品的输送件，具有冷却与输送的双重作用。在薄膜压延、涂布或其它加工过程中，为了减少材料在温度变化时变形，特别是塑性材料由于温度升高在拉升力及电场力的作用下变形，通过冷辊冷却可减少材料的变形。在离子束沉积薄膜领域中，申请号为“201010510359.5”的中国专利申请公开了在离子注入和等离子体沉积薄膜的设备中采用的冷却部件，冷却部件为自由转动的、中空且内通冷却介质的冷却辊，该冷却部件可防止长时间的等离子体沉积和/或离子注入所产生的大量热量损坏薄膜。此外，该申请的冷却辊主要起到冷却薄膜的作用，但是在实际的离子束沉积过程中，等离子沉积的分布的均匀性有待提高。因此，需要提供一种运用于离子束沉积设备的冷却辊。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种离子束沉积设备的冷却辊，其包括表面导电层、绝缘导热层以及冷却腔。可在表面导电层施加电压，提高离子沉积分布额均匀性，通过绝缘导热层将冷却腔与表面导电层分隔，避免冷却腔与表面导电层之间相互导电，消除触电的安全隐患。为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种离子束沉积设备的冷却辊，包括中空的辊体，所述辊体由外至内依次包括表面导电层、绝缘导热层以及冷却腔，所述表面导电层携带负电荷，所述辊体还包括支撑轴部，所述支撑轴部与所述绝缘导热层固定；所述冷却腔中设置有第一冷却盘管，所述第一冷却盘管内循环通入、排出冷却流体，所述第一冷却盘管的外管壁与所述绝缘导热层接触，所述第一冷却盘管包括第一冷却流体入口以及第一冷却流体出口，所述第一冷却流体入口及所述第一冷却流体出口均设置于支撑轴部上，且所述第一冷却流体入口及所述第一冷却流体出口沿所述辊体的轴线方向朝所述辊体外设置。通过这样设置，由于向薄膜表面沉积的离子束携带正电荷，故通过在冷却辊上加负电场，从而提高离子束平均能量，改善离子束性能，提高薄膜沉积质量；而现有的冷却辊采用导热性能好的材料，例如金属，优选为不锈钢，而若直接在现有技术的冷却辊上施加电压，可能会导致整体的沉积设备带电，无法控制电场分布，另外存在触电的安全隐患。通过绝缘导热层将冷却腔与表面导电层隔离开，支撑轴部与绝缘导热层固定，从而支撑轴部也与表面导电层之间相互不导电，在离子束沉积过程中，薄膜的热量可以通过绝缘导热层传递至冷却腔中，通过冷却腔中的液态或气态介质或固体冷却介质将热量带走，从而对薄膜进行冷却，降低薄膜的温度，冷却辊在工作过程中，由于绝缘导热层的设置，表面导电层与冷却腔、支撑轴隔离，使得冷却辊整体上只有表面导电层带电，降低触电的风险，消除安全隐患，并通过在冷辊表面均匀施加电场，改变了系统的电场分布，提高镀膜质量。第一冷却盘管的外管壁与绝缘导热层接触，从而绝缘导热层将热量传递至第一冷却盘管，通过第一冷却盘管通入的冷却流体将热量带离冷却辊，冷却流体即为液态或气态介质，从而对与表面导电层接触的薄膜进行冷却，起到保护薄膜的目的；第一冷却流体入口及第一冷却流体出口均设置于支撑轴部上，便于将冷却流体引入冷却腔中，结构紧凑。作为优选，所述冷却腔中还设置有与导热内轴，所述导热内轴与所述绝缘导热层固定，所述第一冷却盘管卷绕于所述导热内轴的外壁上。通过这样设置，导热内轴可将传递至绝缘导热层的热量进行分散，第一冷却盘管既与绝缘导热层接触又与导热内轴接触，从而第一冷却盘管的换热面积得到有效增大，提高换热的效率，增强冷却的效果。作为优选，所述导热内轴为实心结构。作为优选，所述导热内轴为中空结构。通过这样设置，导热内轴可以是中空结构，可降低冷却辊的整体重量，便于驱动冷却辊转动，降低能耗，节能环保。作为优选，所述导热内轴内设置有第二冷却盘管，所述第二冷却盘管的外管壁与所述导热内轴的内壁接触。通过这样设置，在导热内轴中设置第二冷却盘管，从而第二冷却盘管可进一步地将传递至导热内轴的热量带离冷却辊，进一步提高冷却的效率。作为优选，所述辊体外还设置有带电辊，所述带电辊与电源负极连接，所述带电辊的外沿与所述表面导电层抵接。通过这样设置，带电辊与电源负极连接，而带电辊与表面导电层的接触，从而使得表面导电层携带负电荷，通过带电辊与表面导电层接触而使表面导电层携带负电荷，减少直接向表面导电层接线而发生的缠线的问题；带电辊可随辊体转动而转动，从而减少对表面导电层造成损伤，延长其使用寿命。作为优选，所述支撑轴部外套设有转动轴承。通过这样设置，转动轴承可使得支撑轴部的转动顺畅，减少其磨损的可能。作为优选，所述表面导电层为光滑的金属层，所述绝缘导热层为陶瓷层。通过这样设置，金属具有良好的导电性能，表面导电层的表面光滑是为了减少对薄膜的损伤，陶瓷层可以起到绝缘导热的效果。作为优选，所述绝缘导热层为陶瓷层，所述陶瓷层的厚度为b，1mm＜b＜100mm。通过这样设置，优选采用陶瓷层作为绝缘导热层，将陶瓷层的厚度设置在1mm～100mm的范围内，可起到绝缘导热的作用的前提下，尽可能地减轻冷却辊的重量。相对于现有技术，本专利技术取得了有益的技术效果：1、在冷辊表面均匀施加电场，改变系统的电场分布，提高镀膜质量，通过绝缘导热层将冷却腔与表面导电层隔离开，支撑轴部与绝缘导热层固定，将表面导电层与冷却腔、支撑轴隔离，能对薄膜进行冷却，并降低触电的风险，消除安全隐患。2、在冷却腔中设置第一冷却盘管，在第一冷却盘管中通入冷却流体，对绝缘导热层传导的热量携带走。3、设置导热内轴，提高冷却效率。4、冷却内轴设置为中空结构，在导热内轴中设置第二冷却盘管，进一步提高冷却效率。附图说明图1是本专利技术实施例1的爆炸示意图；图2是本专利技术实施例1的整体结构示意图；图3是本专利技术实施例1的内部结构示意图；图4是本专利技术实施例2的整体结构示意图。其中，各附图标记所指代的技术特征如下：1、辊体；101、表面导电层；1011、卡接凸条；102、绝缘导热层；1021、安装卡槽；103、冷却腔；104、支撑轴部；105、导热内轴；2、带电辊；201、连接轴承；202、电线；3、支撑座；301、转动轴承；4、第一冷却盘管；401、第一冷却流体入口；402、第一冷却流体出口；5、第二冷却盘管；502、第二冷却流体入口；502、第二冷却流体出口。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明，但本专利技术要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。实施例1参考图1、图2以及图3，本实施例公开了一种离子束沉积设备的冷却辊，包括中空的辊体1，辊体1由外至内依次包括表面导电层101、绝缘导热层102以及冷却腔103。参考图1、图2，辊体1整体呈圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子束沉积设备的冷却辊，包括中空的辊体(1)，其特征在于，所述辊体(1)由外至内依次包括表面导电层(101)、绝缘导热层(102)以及冷却腔(103)，所述表面导电层(101)携带负电荷，所述辊体(1)还包括支撑轴部(104)，所述支撑轴部(104)与所述绝缘导热层(102)固定；/n所述冷却腔(103)中设置有第一冷却盘管(4)，所述第一冷却盘管(4)内循环通入、排出冷却流体，或者在所述冷却腔(103)内设置固体冷却介质，所述第一冷却盘管(4)的外管壁与所述绝缘导热层(102)接触，所述第一冷却盘管(4)包括第一冷却流体入口(401)以及第一冷却流体出口(402)，所述第一冷却流体入口(401)及所述第一冷却流体出口(402)均设置于支撑轴部(104)上，且所述第一冷却流体入口(401)及所述第一冷却流体出口(402)沿所述辊体(1)的轴线方向朝所述辊体(1)外设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种离子束沉积设备的冷却辊，包括中空的辊体(1)，其特征在于，所述辊体(1)由外至内依次包括表面导电层(101)、绝缘导热层(102)以及冷却腔(103)，所述表面导电层(101)携带负电荷，所述辊体(1)还包括支撑轴部(104)，所述支撑轴部(104)与所述绝缘导热层(102)固定；
所述冷却腔(103)中设置有第一冷却盘管(4)，所述第一冷却盘管(4)内循环通入、排出冷却流体，或者在所述冷却腔(103)内设置固体冷却介质，所述第一冷却盘管(4)的外管壁与所述绝缘导热层(102)接触，所述第一冷却盘管(4)包括第一冷却流体入口(401)以及第一冷却流体出口(402)，所述第一冷却流体入口(401)及所述第一冷却流体出口(402)均设置于支撑轴部(104)上，且所述第一冷却流体入口(401)及所述第一冷却流体出口(402)沿所述辊体(1)的轴线方向朝所述辊体(1)外设置。


2.根据权利要求1所述的离子束沉积设备的冷却辊，其特征在于，所述冷却腔(103)中还设置有与导热内轴(105)，所述导热内轴(105)与所述绝缘导热层(102)固定，所述第一冷却盘管(4)卷绕于所述导热内轴(105)的外壁上。


3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖斌，庞盼，王国梁，罗军，陈琳，
申请(专利权)人：廖斌，广东省广新离子束科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44