一种用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉，包括真空蒸镀室、蒸发源、收集器、真空装置和冷却装置，所述蒸发源和收集器设在真空蒸镀室的内部，且收集器的进气端密闭连接蒸发源的开口端，真空装置通过抽真空管连接真空蒸镀室；所述冷却装置包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器包括套设在真空蒸镀室外侧的冷却套；所述第二冷却器包括彼此连接的水冷柱和冷却水箱，所述水冷柱设在收集器内部，且贯穿收集器的轴向方向。且贯穿收集器的轴向方向。且贯穿收集器的轴向方向。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉


[0001]本技术属于真空蒸发镀膜
，具体涉及一种用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉。

技术介绍

[0002]随着光电技术和半导体技术的发展，相关的高性能原材料的需求也日益增长，其中，一氧化硅通常因其富有活性，可作为精细陶瓷合成原料，如氮化硅、碳化硅精细陶瓷的合成原料、光学玻璃和半导体材料的制备等。此外，一氧化硅还是一种优良的镀膜材料，可在真空中蒸发并沉积在光学仪器用的金属反射镜面上作为保护膜。近年来，一氧化硅在作为锂离子电池负极材料时由于具有高的比容量和优异的循环稳定性而被大量研究。一氧化硅由二氧化硅和单质硅在高温真空条件下反应并迅速冷却得到。
[0003]真空蒸发镀膜技术是指将待蒸镀膜材置于真空镀膜室内，通过蒸发源加热使其蒸发，当蒸发出的分子的平均自由程大于蒸发源与基片间的线距离后，蒸发的粒子从蒸发源表面逸出，而且在飞向基片表面过程中很少受其他粒子(主要是残余的气体分子)的碰撞阻碍，可直接到达基片表面上凝结而生成薄膜。真空蒸发镀膜设备必须具有蒸发源、镀膜室、基片、真空系统等几个重要部件。基片上任何一点的膜层厚度都决定于蒸发源的发射特性、基板和蒸发源的几何形状、相对位置以及材料的蒸发量，而且这种现象随着真空度的增高更加明显。
[0004]除了对工件表面的镀膜以外，真空蒸发镀膜技术还可以用于制备及提纯所蒸发材料，尤其是在高温及真空下发生反应产生蒸汽并需要在低温下冷凝沉积的材料的制备，例如一氧化硅。一氧化硅的成功制备需要快速高效且均匀的冷却条件，这对于一氧化硅产品的光学及电化学性能至关重要，因为在缓慢冷凝时一氧化硅本身会歧化生成硅和二氧化硅，进而失去相应的光学及电化学性能。目前，用于制备一氧化硅的真空蒸镀设备的收集装置在冷却过程中，普遍存在冷却不均匀、温度控制不理想的问题，导致一氧化硅沉积效果较差，严重影响其冷却效果及收集收率。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本技术提供了一种用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉，包括真空蒸镀室、蒸发源、收集器、真空装置和冷却装置，所述蒸发源和收集器设在真空蒸镀室的内部，且收集器的进气端密闭连接蒸发源的开口端，真空装置通过抽真空管连接真空蒸镀室；
[0006]所述冷却装置包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器包括套设在真空蒸镀室外侧的冷却套；
[0007]所述第二冷却器包括彼此连接的水冷柱和冷却水箱，所述水冷柱设在收集器内部，且贯穿收集器的轴向方向。
[0008]可选的，所述蒸发源选自电阻加热式蒸发源、电子束加热式蒸发源、空心热阴极等
离子体束蒸发源、感应加热式蒸发源、激光加热式蒸发源或辐射加热式蒸发源中的一种。
[0009]优选的，所述蒸发源为电阻加热式蒸发源，具体包括氧化铝炉管和电阻丝，所述氧化铝炉管的一端密闭，为封闭端，另一端敞开，为开口端，氧化铝炉管的内部腔室空间即可放置原料，所述电阻丝螺旋横向均匀缠绕在氧化铝炉管的外部，为炉管加热。
[0010]可选的，所述氧化铝炉管的内部设有第一热电偶，第一热电偶连接真空蒸镀室外部的温控仪表，精确控制氧化铝炉管内部的温度。
[0011]可选的，所述收集器包括收集桶和加热装置，所述收集桶为卧式圆台形或圆柱形，且水平放置，其中一端为进气端，并密闭连接氧化铝炉管的开口端，另一端为密闭端；所述加热装置为电磁感应加热装置，包括加热器和电磁感应线圈，电磁感应线圈均匀缠绕在收集桶的外侧，为收集桶加热。
[0012]可选的，所述水冷柱由收集桶的密闭端伸入收集桶内部，并延伸至收集桶的进气端，水冷柱水平放置在收集桶的径向的中心。
[0013]可选的，所述水冷柱靠近收集桶密闭端的一端设有第一进水管和第一出水管，分别为水冷柱输入、输出冷却水；水冷柱为U型管，所述第一进水管和第一出水管分别连接U型管的两端，所述冷却水箱通过所述第一进水管和第一出水管连接水冷柱，为水冷柱提供循环冷却水。
[0014]可选的，所述收集桶的内壁与中心的水冷柱之间连接有若干个隔板，所述隔板沿着收集桶的径向方向设置，并将收集桶的内部空间等分。
[0015]可选的，所述加热器设在真空蒸镀室的外部，并通过第一加热管和第二加热管分别连接电磁感应线圈的两端，为电磁感应线圈提供加热电流。
[0016]可选的，所述电磁感应线圈由中空的铜管构成，用于容纳循环冷却水，所述冷却水箱通过第二进水管连接所述第一加热管，第二出水管连接所述第二加热管，通过这种连接方式，将冷却水借助加热管通入中空的电磁感应线圈。
[0017]进一步可选的，所述冷却水箱设有第一水泵和第二水泵，第一水泵连接第一进水管，用于控制水冷柱的冷却水流量，第二水泵连接第二进水管，用于控制电磁感应线圈内的冷却水流量。
[0018]可选的，所述收集桶的外侧设有第二热电偶，用于实时监测收集桶的温度，第二热电偶连接所述温控仪表，温控仪表通讯连接所述加热器和冷却水箱的第二水泵，控制精确控制收集桶的温度。
[0019]可选的，所述真空装置包括真空泵，真空泵选自罗茨真空泵、旋片真空泵或油扩散泵，可提供0.01Pa的极限真空。
[0020]本技术所述的用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉，有以下有益效果：
[0021](1)所述真空蒸镀炉的第一冷却器和第二冷却器分别针对真空蒸镀室整体和收集器分别进行冷却，冷却效果好；
[0022](2)所述收集器内部设置的水冷柱和隔板，不仅可提供更大的沉积面积，而且使得收集器内部的温度分布更均匀，从而提升一氧化硅材料的收集效率和沉积均匀度；
[0023](3)所述收集器外部的电磁感应线圈除了提供加热功能外，还有辅助降温功能，与所述水冷柱和隔板向配合，使得收集桶整体的温度分布更均匀。
附图说明
[0024]图1为所述用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉的结构图。
[0025]图2为收集器的结构图。
[0026]图3为收集桶的横断面图。
[0027]附图中，1
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蒸发源，101
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氧化铝炉管，2
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真空蒸镀室，3
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收集器，4
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真空装置，401
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抽真空管，5
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冷却套，6
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加热器，7
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冷却水箱，8
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收集桶，9
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电磁感应线圈，10
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水冷柱，11
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隔板，12
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第一进水管，13
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第一出水管，14
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第一加热管，15
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第二加热管，16
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第二进水管，17
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第二出水管。
具体实施方式
[0028]本实施例所述的用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉，如图1
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3所示，包括真空蒸镀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备一氧化硅的高收集率的真空蒸镀炉，其特征在于，包括真空蒸镀室、蒸发源、收集器、真空装置和冷却装置，所述蒸发源和收集器设在真空蒸镀室的内部，且收集器的进气端密闭连接蒸发源的开口端，真空装置通过抽真空管连接真空蒸镀室；所述冷却装置包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器包括套设在真空蒸镀室外侧的冷却套；所述第二冷却器包括彼此连接的水冷柱和冷却水箱，所述水冷柱设在收集器内部，且贯穿收集器的轴向方向。2.根据权利要求1所述的真空蒸镀炉，其特征在于，所述蒸发源为电阻加热式蒸发源，包括氧化铝炉管和电阻丝，所述氧化铝炉管的一端密闭，为封闭端，另一端敞开，为开口端，所述电阻丝螺旋横向均匀缠绕在氧化铝炉管的外部，为炉管加热。3.根据权利要求2所述的真空蒸镀炉，其特征在于，所述氧化铝炉管的内部设有第一热电偶，第一热电偶连接真空蒸镀室外部的温控仪表，精确控制氧化铝炉管内部的温度。4.根据权利要求3所述的真空蒸镀炉，其特征在于，所述收集器包括收集桶和加热装置，所述收集桶为卧式圆台形或圆柱形，且水平放置，其中一端为进气端，并密闭连接氧化铝炉管的开口端，另一端为密闭端；所述加热装置为电磁感应加热装置，包括加热器和电磁感应线圈，电磁感应线圈均匀缠绕在收集桶的外侧，为收集桶加热。5.根据权利要求4所述的真空蒸镀炉，其特征在于，所述水冷柱由收集桶的密闭端伸入收集桶内部，并延伸至收集桶的进气端，水冷柱水平放置在收集桶的径向的中心；所述水冷柱靠近收集桶密闭端的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺翔，李阁，许迪新，程晓彦，岳风树，
申请(专利权)人：北京壹金新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：