多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统技术方案

本申请涉及复合膜制备技术领域，尤其是涉及一种多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，包括气相沉积反应室以及真空钎焊室；其中，气相沉积反应室设置有真空调节装置、第一加热装置以及充气部，且真空调节装置用于调节气相沉积反应室内的真空度，充气部用于向气相沉积反应室内通入沉积反应气体，第一加热装置用于对气相沉积反应室内的沉积反应气体加热；真空钎焊室设置有抽真空装置以及第二加热装置，抽真空装置用于对真空钎焊室抽真空，第二加热装置用于对真空钎焊室内的待焊工件进行加热焊接。可见，本申请提供的多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，利用钎焊技术制备多孔钛/掺硼金刚石膜复合膜，提升了复合膜的成型质量。提升了复合膜的成型质量。提升了复合膜的成型质量。

【技术实现步骤摘要】
多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统


[0001]本申请涉及复合膜制备
，尤其是涉及一种多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统。

技术介绍

[0002]目前，金刚石薄膜由于其优异的物理和化学特性而受到广泛关注，其中掺硼金刚石膜因其良好的导电性用作电极，在电化学合成和有机污水处理方面颇有成效。目前多以多孔钛为基底，利用HFCVD技术(热丝气相沉积技术)在多孔钛上直接沉积掺硼金刚石膜，从而获得复合膜，由于多孔特性及烧结技术的原因，多孔基底存在较大残余应力，再复合以沉积过程中引入的残余应力，对膜基附着特性将产生很多不利影响，使薄膜和基底出现翘曲，易出现裂痕甚至碎裂，显著降低了复合膜的成型质量和服役寿命。
[0003]经过研究发现，真空钎焊方法有助于抑制或避免接头中残余应力，进而采用真空钎焊的方法制备出的多孔钛/掺硼金刚石复合膜的成型质量好、导电性好、服役寿命长的复合膜，但目前市场上并无利用钎焊技术制备多孔钛/掺硼金刚石膜复合膜的相关装置。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，在一定程度上解决了现有技术中存在的目前市场上并无利用钎焊技术制备多孔钛/掺硼金刚石膜复合膜的相关装置的技术问题。
[0005]本申请提供了一种多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，包括：气相沉积反应室以及真空钎焊室；其中，所述气相沉积反应室设置有真空调节装置、第一加热装置以及充气部，且所述真空调节装置用于调节所述气相沉积反应室内的真空度，所述充气部用于向所述气相沉积反应室内通入沉积反应气体，所述第一加热装置用于对所述气相沉积反应室内的沉积反应气体加热；
[0006]所述真空钎焊室设置有抽真空装置以及第二加热装置，所述抽真空装置用于对所述真空钎焊室抽真空，所述第二加热装置用于对所述真空钎焊室内的待焊工件进行加热焊接。
[0007]在上述技术方案中，进一步地，所述多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统还包括设置于所述气相沉积反应室内的工作台、支撑座以及驱动装置；
[0008]在上述任一技术方案中，进一步地，所述多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统还包括支撑座以及驱动装置；所述工作台上设置有绝缘层，且所述工作台设置于所述支撑座；
[0009]所述支撑座形成有安装腔以及与安装腔相连通的过口，所述驱动装置设置于所述安装腔，且所述驱动装置的输出端穿过所述过口与所述工作台相连接，用于驱动所述工作台旋转。
[0010]在上述任一技术方案中，进一步地，所述工作台内形成有进液管道、出液管道以及多个冷却管道；其中，多个所述冷却管道的进口端均与所述进液管道相连通，多个所述冷却
管道的出口端均与所述出液管道相连通；
[0011]所述进液管道用于通过管路连接冷却液源；所述多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统还包括设置于所述气相沉积反应室外部的储液容器，且所述出液管道通过管路与所述储液容器相连通；
[0012]所述进液管道与所述冷却液源相连通的管路上和/或所述出液管道与所述储液容器相连通的管路上设置有泵体。
[0013]在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一加热装置还包括直流加热电源、偏压电源、支撑构件以及钽丝；
[0014]其中，所述支撑构件设置于所述气相沉积反应室；所述钽丝设置于所述支撑构件，且所述钽丝位于所述工作台的上方；
[0015]所述直流加热电源与所述钽丝相连接；所述绝缘层上设置有导电层，所述偏压电源的正极与所述钽丝相连接，所述偏压电源的负极与所述导电层相连接。
[0016]在上述任一技术方案中，进一步地，所述充气部包括相连接的输送管路以及输送罩；其中，所述输送管路用于连接所述气相沉积反应室外部的气源；
[0017]所述输送罩位于所述工作台的上方；所述输送罩呈喇叭状，且其开口朝向所述工作台设置。
[0018]在上述任一技术方案中，进一步地，所述多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统还包括超声加工装置，通过超声冲击在工件近表层诱导产生均匀的晶粒细化、高密度位错，以将所述待焊工件加工成具有位错通道的待焊工件；
[0019]所述超声加工装置包括安装座、样品台、超声发生器以及超声冲击枪；其中，所述样品台设置于所述安装座上，用于承载工件；
[0020]所述超声发生器设置于所述安装座内，通过支撑管内的电缆与所述超声冲击枪相连接，用于向所述超声冲击枪提供超声冲击波。
[0021]在上述任一技术方案中，进一步地，所述真空调节装置包括高压氩气储气罐、真空泵以及压力传感器；其中，所述高压氩气储气罐通过进气管与所述气相沉积反应室内相连通，所述真空泵通过排气管与所述气相沉积反应室相连通；
[0022]所述压力传感器设置于所述气相沉积反应室，用于检测所述气相沉积反应室内的压力；和/或
[0023]所述气相沉积反应室设置有测温仪；和/或
[0024]所述气相沉积反应室为双层中空结构，且夹层内设置有冷却管道。
[0025]在上述任一技术方案中，进一步地，所述抽真空装置包括机械泵、罗茨泵、扩散泵以及真空度检测器；其中，所述机械泵、所述罗茨泵、所述扩散泵以及所述真空钎焊室通过管路顺次相连通；
[0026]所述真空度检测器设置于所述扩散泵与所述真空钎焊室相连通的管路上，且靠近所述真空钎焊室设置。
[0027]在上述任一技术方案中，进一步地，所述真空度检测器为热偶规，且所述扩散泵与所述真空钎焊室相连通的管路上还设置有冷规，所述冷规靠近所述扩散泵设置。
[0028]在上述任一技术方案中，进一步地，所述真空钎焊室设置有承托装置以及温度检测器，所述承托装置用于承托待焊工件，所述温度检测器用于检测所述真空钎焊室内的温
度；和/或
[0029]所述真空钎焊室为双层中空结构，且夹层内设置有冷却管道；和/或
[0030]所述多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统还包括底座以及设置于所述底座的显示操作屏和控制器，且所述控制器分别与所述显示操作屏、所述真空调节装置、所述第一加热装置以及所述第二加热装置通信连接。
[0031]与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0032]本申请提供的多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，不同于传统的气相沉积制备复合膜装置，利用钎焊技术制备多孔钛/掺硼金刚石膜复合膜，具体地，利用气相沉积反应结构将金刚石薄膜沉积在硅基体上，后用强酸腐蚀使膜基分离，得到金刚石薄膜，最后利用真空钎焊结构将多孔钛与掺硼金刚石薄膜进行加热焊接，期间借助超声冲击诱导产生的位错及在工件近表面形成的残余压应力影响层对残余应力进行有效调控，同时利用真空辐射作用，进行均匀加热，显著降低了残余应力对复合膜成型质量的影响，有效避免二者龟裂剥落的缺陷，可实现复合膜的高质量成型，制备出成型质量可靠、比表面积较大、导电性好、服役寿命长的多孔钛/掺硼金刚石薄膜复合膜，此外，本系统的操作简便，生产效率高，适用于异质材料精密连接。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，其特征在于，包括：气相沉积反应室以及真空钎焊室；其中，所述气相沉积反应室设置有真空调节装置、第一加热装置以及充气部，且所述真空调节装置用于调节所述气相沉积反应室内的真空度，所述充气部用于向所述气相沉积反应室内通入沉积反应气体，所述第一加热装置用于对所述气相沉积反应室内的沉积反应气体加热；所述真空钎焊室设置有抽真空装置以及第二加热装置，所述抽真空装置用于对所述真空钎焊室抽真空，所述第二加热装置用于对所述真空钎焊室内的待焊工件进行加热焊接。2.根据权利要求1所述的多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，其特征在于，所述多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统还包括设置于所述气相沉积反应室内的工作台、支撑座以及驱动装置；其中，所述工作台设置于所述支撑座，且所述工作台上设置有绝缘层；所述支撑座形成有安装腔以及与安装腔相连通的过口，所述驱动装置设置于所述安装腔，且所述驱动装置的输出端穿过所述过口与所述工作台相连接，用于驱动所述工作台旋转。3.根据权利要求2所述的多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，其特征在于，所述工作台内形成有进液管道、出液管道以及多个冷却管道；其中，多个所述冷却管道的进口端均与所述进液管道相连通，多个所述冷却管道的出口端均与所述出液管道相连通；所述进液管道用于通过管路连接冷却液源；所述多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统还包括设置于所述气相沉积反应室外部的储液容器，且所述出液管道通过管路与所述储液容器相连通；所述进液管道与所述冷却液源相连通的管路上和/或所述出液管道与所述储液容器相连通的管路上设置有泵体。4.根据权利要求2所述的多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，其特征在于，所述第一加热装置包括直流加热电源、偏压电源、支撑构件以及钽丝；其中，所述支撑构件设置于所述气相沉积反应室；所述钽丝设置于所述支撑构件，且所述钽丝位于所述工作台的上方；所述直流加热电源与所述钽丝相连接；所述绝缘层上设置有导电层，所述偏压电源的正极与所述钽丝相连接，所述偏压电源的负极与所述导电层相连接。5.根据权利要求2所述的多孔钛与金刚石膜复合膜制备系统，其特征在于，所述充气部包括相连接的输送管路以及输送罩；其中，所述输送管路用于连接所述气相沉积反应室外部的气源；所述输送...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星星，李阳，李帅，韦乐余，崔大田，何鹏，陈小明，李鹏，温国栋，秦建，彭进，倪增磊，凌自成，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：新型
国别省市：