本发明专利技术涉及一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置，其包括反应室、感应加热系统、集液槽以及抽气注气系统；反应室包括反应槽、盖盘、第一盖帽和第二盖帽，反应槽由绝缘材料制成；盖盘盖住反应槽并密封连接，盖盘上设有一大圆孔；第一盖帽和第二盖帽不同时使用，第一盖帽和第二盖帽均可与大圆孔密封连接；第一盖帽上设有阳极联接头和钽电极，阳极联接头与钽电极连接，且钽电极可伸入到反应槽中；盖盘或反应槽上设有可连通反应槽内部的阴极联接头；第二盖帽上设有气管，气管通过冷凝管连通集液槽或管道连通抽气注气系统；感应加热系统围绕反应槽的外周设置。本发明专利技术设备、源料成本低，操作简单，钢材料表面氮化钽薄膜均匀完整且质量好。材料表面氮化钽薄膜均匀完整且质量好。材料表面氮化钽薄膜均匀完整且质量好。
【技术实现步骤摘要】
一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置
[0001]本专利技术涉及氮化钽膜覆膜材料制备
，尤其涉及一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置。
技术介绍
[0002]氮化钽薄膜具有硬度高、化学稳定性好、耐腐蚀性强以及优异的耐热和冲击性能。因为氮化钽薄膜拥有优良的物理与化学特性，因此大量被应用在半导体溅射沉积工艺、离子注入工艺，干式蚀刻工艺上，作为设备腔体内部和暴露在反应区内的零部件的屏蔽防护膜使用。
[0003]在氮化钽膜的制备方面，主要釆用磁控溅射法、物理沉积、化学沉积和近期研究提出的浑光放电法。在大型设备工件上镀氮化钽膜时，上述的工艺存在一定的缺陷。当设备工件尺寸越大时，对镀膜设备尺寸要求就越高，成本相对的增加。同时设备工件越复杂，镀膜难度越高，如一些有钻孔位置、侧面没办法一次性完成。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置，其设备成本低，镀膜难度小，操作简单，对于复杂的设备工件可以一次性完成覆膜，而且氮化钽薄膜覆盖完整且均匀。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置，其包括反应室、感应加热系统、集液槽以及抽气注气系统；所述反应室包括反应槽、盖盘、第一盖帽和第二盖帽，所述反应槽由绝缘材料制成；所述盖盘盖住反应槽并密封连接，盖盘上设有一大圆孔；所述第一盖帽和第二盖帽不同时使用，第一盖帽和第二盖帽均可与所述大圆孔密封连接；所述第一盖帽上设有阳极联接头和钽电极，阳极联接头与钽电极连接，且钽电极可伸入到所述反应槽中；所述盖盘或反应槽上设有可连通反应槽内部的阴极联接头；所述第二盖帽上设有气管，所述气管通过冷凝管连通集液槽或管道连通抽气注气系统；所述感应加热系统围绕所述反应槽的外周设置。
[0006]优选地，所述反应槽的槽口位置设有金属法兰，所述金属法兰的外沿设有若干第一螺栓孔，所述盖盘的相对位置上设有与第一螺栓孔匹配的第二螺栓孔。
[0007]优选地，所述金属法兰的内沿设有一圈第一沟槽，所述第一沟槽内设有第一绝缘密封环。
[0008]优选地，所述阴极联接头设置在金属法兰的外侧。
[0009]优选地，所述大圆孔的外周设有一圈第二沟槽，所述第二沟槽内设有若干第一螺纹孔，所述第一盖帽和第二盖帽的相对位置上均设有与第一螺纹孔相对应的第三螺栓孔；
所述第二沟槽内还设有第二绝缘密封环。
[0010]优选地，还包括设置在所述反应槽外部的红外测温装置。
[0011]优选地，所述盖盘上设有防爆泄气阀。
[0012]优选地，所述反应槽的槽底设有若干石英托。
[0013]优选地，所述反应槽由石英玻璃制成。
[0014]优选地，所述反应槽内设有若干用于连通钢材料和阴极联接头的金属导线。
[0015]采用上述方案后，本专利技术通过将钢材料置于反应槽中并浸没导电液，钢材料连通阴极联接头接直流电源负极，先安装第一盖帽，使得钽电极插入导电液中，钽电极接直流电源正极，通过电化学反应，在钢材料表面累积形成钽电镀层。电镀层达到一定当量后，置换第二盖帽，并通过感应加热系统加热将导电液蒸馏挥发，导电液蒸汽冷凝回收可重复利用。第二盖帽再接通抽气注气系统，先抽走反应室内的空气后置换注入氮/氨混合气体，感应加热系统对钢材料加热处理，氮/氨混合气体与钽电镀层反应形成氮化钽。本专利技术各设备部件容易加工采购，设备成本低。在一同设备上电化学反应。蒸馏分离和热处理，使得镀膜成本效率提高。通过本专利技术装置制备的氮化钽覆膜钢材料，其氮化钽薄膜覆盖均匀、完整且质量高，尤其是对大型的、复杂的工件镀膜，具有极大的优势。
附图说明
[0016]图1为本专利技术电化学反应时的示意图。
[0017]图2为本专利技术蒸馏分离时的示意图。
[0018]图3为本专利技术热处理时的示意图。
[0019]标号说明：反应室10，反应槽11，金属法兰12，第一螺栓孔121，第一沟槽122，第一绝缘密封环123，阴极联接头124，盖盘13，第二螺栓孔131，第二沟槽132，第一螺纹孔133，防爆泄气阀134，第二绝缘密封环135，第一盖帽14，第三螺栓孔141，阳极联接头142，钽电极143，第二盖帽15，气管151，石英托16，金属导线17；感应加热系统20；红外测温装置30；冷凝管40；集液槽50；抽气注气系统60；导电液70；工件80。
具体实施方式
[0020]如图1
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3所示，本专利技术揭示了一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置，其包括反应室10、感应加热系统20、集液槽50、红外测温装置30以及抽气注气系统60。
[0021]反应室10包括反应槽11、金属盖盘13、第一盖帽14和第二盖帽15，反应槽11由绝缘材料制成，优选石英玻璃，其成本低也方面采购，盖盘13采用金属材料制成，其加工更方便。
[0022]反应槽11的槽口位置设有金属法兰12，盖盘13盖在金属法兰12上，在金属法兰12的外沿圆周均布地设有6
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12个第一螺栓孔121，在盖盘13的相对位置上设有与第一螺栓孔121匹配的第二螺栓孔131，通过螺丝螺帽将盖盘13和金属法兰12固定。此外，在金属法兰12的内沿设有一圈第一沟槽122，第一沟槽122内设有第一绝缘密封环123，盖盘13和金属法兰12将第一绝缘密封环123压实，起到密封作用。
[0023]第一盖帽14和第二盖帽15不同时使用，在盖盘13上设有一大圆孔，第一盖帽14和
第二盖帽15均可与大圆孔密封连接。具体地，在大圆孔的外周设有一圈第二沟槽132，所述第二沟槽132内设有6
‑
12个第一螺纹孔133，在第一盖帽14和第二盖帽15的相对位置上均设有与第一螺纹孔133相对应的第三螺栓孔141，通过螺丝旋如第一螺纹孔133将第一盖帽14或第二盖帽15固定在盖盘13上。此外，在第二沟槽132内还设有第二绝缘密封环135，用于密封空隙。
[0024]第一盖帽14的中间设有阳极联接头142和钽电极143，由高纯度钽粉烧结而成。阳极联接头142与钽电极143连接，且钽电极143可伸入到反应槽11中。在盖盘13或反应槽11上设有可连通反应槽11内部的阴极联接头124，优选阴极联接头124设置在金属法兰12的外侧。
[0025]第二盖帽15的中间设有气管151，气管151通过冷凝管40连通集液槽50或者管道连通抽气注气系统60。
[0026]感应加热系统20则围绕反应槽11的外周设置，而红外测温装置30同样设置在反应槽11的周边以检测加热温度，便于控制。因为反应槽11中盛有大量的导电液70，为了防止加热导致反应槽11爆裂，在盖盘13上设置有防爆泄气阀134。
[0027]本专利技术的原理为：把钢材料工件80放置在反应槽11内，并由多个石英托16垫高，以利于工件80底面能够充分接触导电液70。加入导电液70至工件80完前浸泡在内。导电液70由二乙铵与烷基溴混合成。固定第一盖帽14，使得钽电极1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置，其特征在于：包括反应室、感应加热系统、集液槽以及抽气注气系统；所述反应室包括反应槽、盖盘、第一盖帽和第二盖帽，所述反应槽由绝缘材料制成；所述盖盘盖住反应槽并密封连接，盖盘上设有一大圆孔；所述第一盖帽和第二盖帽不同时使用，第一盖帽和第二盖帽均可与所述大圆孔密封连接；所述第一盖帽上设有阳极联接头和钽电极，阳极联接头与钽电极连接，且钽电极可伸入到所述反应槽中；所述盖盘或反应槽上设有可连通反应槽内部的阴极联接头；所述第二盖帽上设有气管，所述气管通过冷凝管连通集液槽或管道连通抽气注气系统；所述感应加热系统围绕所述反应槽的外周设置。2.根据权利要求1所述的一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置，其特征在于：所述反应槽的槽口位置设有金属法兰，所述金属法兰的外沿设有若干第一螺栓孔，所述盖盘的相对位置上设有与第一螺栓孔匹配的第二螺栓孔。3.根据权利要求2所述的一种氮化钽覆膜钢材料的制备装置，其特征在于：所述金属法兰的内沿设有一圈第一沟槽，所述第一沟槽内设有第一绝缘密封...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志隆，刘崇志，
申请(专利权)人：北京利宝生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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