一种多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，包括：第一阴极电弧源和第二阴极电弧源，所述第一阴极电弧源和第二阴极电弧源分别包含第一靶材和第二靶材，所述第一靶材和第二靶材外围均设有绝缘材料，所述绝缘材料用于防止次放电现；T型磁过滤弯管，所述T型磁过滤弯管入口两端分别与所述第一阴极电弧源和第二阴极电弧源的前端相连接，出口端与真空镀膜腔室的内腔体相连接；真空镀膜腔室室内为真空状态，且包含待镀膜的衬底，所述衬底与阳极源相连接，所述阳极源与负脉冲偏压相连接。本发明专利技术通过控制线圈模组中的电流，能够实现单靶材高效沉积以及多靶材共同沉积，结构简单、控制灵活、镀膜效率高、满足多元多层复合涂层制备需求。满足多元多层复合涂层制备需求。满足多元多层复合涂层制备需求。
【技术实现步骤摘要】
一种多靶共沉积的磁过滤镀膜装置
[0001]本专利技术涉及磁过滤镀膜装置领域，具体为一种多靶共沉积的磁过滤镀膜装置。
技术介绍
[0002]表面涂层技术是航空航天制造领域的重要组成部分之一，高质量涂层为航空航天关键零部件提供了至关重要的保护作用，决定着大国重器的使用寿命及可靠性。因此，研发和制备高性能涂层具有重要战略意义。
[0003]中国专利公布了一种磁过滤镀膜装置(公开号：CN112176292A)，包括：阴极电弧源，包含电弧靶座、靶块、永磁体和永磁体调节机构；真空镀膜室，其室内为真空设置；磁过滤弯管，其一端为与所述阴极电弧源的前端连接的入口端，另一端为与真空镀膜室的内腔连通的出口端；多个线圈模组，其分别设置在所述磁过滤弯管的入口端、拐弯处以及出口端。该种结构采用90
°
单弯管设计，对液滴、大颗粒等杂质的去除效果有限，离化率较低，且需要较高的电弧源电流，容易造成镀膜效率的整体下降。
[0004]中国专利公布了一种真空阴极弧离子镀装置(公开号：CN106868463A)，包括靶座系统、磁过滤系统、控制电路以及真空室，磁过滤系统包括磁过滤弯管和至少一组线圈；靶座系统包括靶材、控制弧斑沿着跑道型轨迹运动的靶磁场、稳弧线圈产生的稳弧磁场，这两种磁场共同形成该靶材表面的靶面磁场；控制电路包括控制线圈电流大小的线圈电流控制器，线圈电流控制器通过改变电流来改变磁过滤磁场与靶面磁场形成的叠加磁场，以控制靶材的刻蚀区域和刻蚀轨迹。该种装置实现了弧斑运动的可控性，提高了靶材的利用率，但结构复杂，且包含大量引导线圈，维护成本高。
[0005]中国专利公布了一种薄膜沉积设备(公开号：CN112226732A)，包括第一阳极筒、第二阳极筒、第一磁过滤弯管道、第二磁过滤弯管道、磁过渡腔体、进气管道、第三磁过滤弯管道和真空室，第一磁过滤弯管道将从第一阳极筒引出的第一金属颗粒吸附至内壁上，第二磁过滤弯管道将从第二阳极筒引出的第二金属颗粒吸附至内壁上，第一磁过滤弯管道和第二磁过滤弯管道过滤掉金属颗粒，通入反应气体后，第三磁过滤弯管道将从磁过渡腔体引出的反应气体中性粒子吸附至内壁上，过滤掉反应气体中性粒子，使进入真空室的等离子体中不掺杂金属颗粒和反应气体中性粒子。该种装置采用90
°
多弯管结构，提高了膜层的致密性，但由于多弯管结构增加了等离子体的移动路径，容易造成等离子体密度的流失，从而降低镀膜的效率。
[0006]现有的磁过滤镀膜装置存在结构复杂、离化率低等问题，容易造成镀膜质量及镀膜效率的下降，且难以实现多个靶材共同沉积，无法满足多组元复合涂层的制备需求。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提出一种结构简单、控制灵活、镀膜效率高、满足多靶共沉积需求的磁过滤镀膜装置，以解决现有磁过滤镀膜装置结构复杂、离化率低、难以制备多组元复合涂层的问题。
[0008]为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，包括：
[0010]第一阴极电弧源和第二阴极电弧源，所述第一阴极电弧源和第二阴极电弧源分别包含第一靶材和第二靶材，所述第一靶材和第二靶材外围均设有绝缘材料，所述绝缘材料用于防止次放电现象。
[0011]T型磁过滤弯管，所述T型磁过滤弯管入口两端分别与所述第一阴极电弧源和第二阴极电弧源的前端相连接，出口端与真空镀膜腔室的内腔体相连接。
[0012]真空镀膜腔室，所述真空镀膜腔室室内为真空状态，且包含待镀膜的衬底，所述衬底与阳极源相连接，所述阳极源与负脉冲偏压相连接。
[0013]进一步的，所述第一阴极电弧源和第二阴极电弧源外围均设有约束线圈，用于约束弧光放电产生的等离子体。
[0014]进一步的，所述第一靶材和第二靶材前端面均设有过滤挡板，用于初步滤除液滴、大颗粒等杂质。
[0015]进一步的，所述T型磁过滤弯管管壁设有0
‑
50V的偏压，用于提高阴极真空弧放电的效率。
[0016]进一步的，所述T型磁过滤弯管入口两端分别设有第一线圈模组和第二线圈模组，转角处分别设有第三线圈模组和第四线圈模组，出口端设有第五线圈模组，每个线圈模组均单独连接控制电源，用于引导等离子体的传输路径。
[0017]进一步的，所述线圈模组均由环状线圈绕制而成，并通过螺栓固定于所述T型磁过滤弯管的外壁上。
[0018]进一步的，所述第一线圈模组、第二线圈模组和第五线圈模组均接入频率可调的多波形线圈电源，电流为1～16A，所述第三线圈模组和第四线圈模组接入极性可调的多波形线圈电源，电流为1～8A。
[0019]每个沉积腔14上安装的T型磁过滤弯管7的数量为两个，两个T型磁过滤弯管7呈90度布置且共用一个负脉冲偏压15，衬底12和阳极源13倾斜布置以保证从两个T型磁过滤弯管7接收的沉积离子数量相等。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术提供的一种多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，通过控制线圈模组中的电流大小，能够实现单靶材加速沉积以及多靶材共同沉积，若阴极电弧源包含相同元素的靶材，则转角处线圈模组同时通入相同流向的电流，提高单靶等离子体的大颗粒去除率，同时保持高沉积速率及离子离化率；若阴极电弧源包含不同元素的靶材，则转角处线圈模组交替通入相同流向的电流，引导等离子体交替沉积，实现多元多层复合涂层的制备；通过改变转角处线圈通过的电流大小，能够实现涂层均匀性的调节，通过改变其余线圈模组通过的电流大小，能够实现涂层厚度的可控调节，结构简单、控制灵活、镀膜效率高、满足多靶共沉积需求。
附图说明
[0022]图1为本专利技术具体实施方式提供的一种多靶共沉积磁过滤装置结构示意图。
[0023]图2为本专利技术具体实施方式提供的另一种多靶共沉积磁过滤装置结构示意图。
[0024]图3为本专利技术中过滤挡板的结构示意图。
[0025]图4a为本专利技术具体实施方式1的磁过滤管道上半部磁通密度流线图；
[0026]图4b为本专利技术具体实施方式1的磁过滤管道下半部磁通密度流线图。
[0027]图5a为本专利技术具体实施方式1的磁过滤管道上半部等离子体粒子轨迹图；
[0028]图5b为本专利技术具体实施方式1的磁过滤管道下半部等离子体粒子轨迹图。
[0029]图6为本专利技术具体实施方式2提供的磁过滤管道磁通密度流线图。
[0030]图7为本专利技术具体实施方式2提供的磁过滤管道等离子体粒子轨迹图。
[0031]图中：1、约束线圈；2、过滤挡板；3、第一线圈模组；4、第三线圈模组；5、第四线圈模组；6、第二线圈模组；7、T型磁过滤弯管；8、第一靶材；9、第二靶材；10、绝缘套筒；11、第五线圈模组；12、衬底；13、阳极源；14、真空镀膜腔室；15、负脉冲偏压。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0033]实施例一。
[0034]如图图1、图3、图4...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：它包括：一第一阴极电弧源和第二阴极电弧源，所述第一阴极电弧源和第二阴极电弧源分别包含第一靶材(8)和第二靶材(9)，所述第一靶材(8)和第二靶材(9)外围均设有绝缘套筒(10)，所述绝缘套筒(10)用于防止次放电现象；一T型磁过滤弯管(7)，所述T型磁过滤弯管(7)入口两端分别与所述第一阴极电弧源和第二阴极电弧源的前端相连接，出口端与真空镀膜腔室(14)的内腔体相连接；一真空镀膜腔室(14)，所述真空镀膜腔室(14)室内为真空状态，且包含待镀膜的衬底(12)，所述衬底(12)与阳极源(13)相连接，所述阳极源(13)与负脉冲偏压(15)相连接。2.根据权利要求1所述的多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：所述第一阴极电弧源和第二阴极电弧源外围均设有约束线圈(1)，用于约束弧光放电产生的等离子体。3.根据权利要求1所述的多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：所述第一靶材(8)和第二靶材(9)前端面均设有过滤挡板(2)，用于初步滤除液滴、大颗粒等杂质。4.根据权利要求1所述的多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：所述T型磁过滤弯管(7)管壁设有0
‑
50V的偏压，用于提高阴极真空弧放电的效率。5.根据权利要求1所述的多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：所述T型磁过滤弯管(7)入口两端分别设有第一线圈模组(3)和第二线圈模组(6)，转角处分别设有第三线圈模组(4)和第四线圈模组(5)，出口端设有第五线圈模组(11)，每个线圈模组均单独连接控制电源，用于引导等离子体的传输路径。6.根据权利要求5所述的多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：所述线圈模组均由环状线圈绕制而成，并通过螺栓固定于所述T型磁过滤弯管(7)的外壁上。7.根据权利要求5所述的多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：所述第一线圈模组(3)、第二线圈模组(6)和第五线圈模组(11)均接入频率可调的多波形线圈电源，电流为1～16A，所述第三线圈模组(4)和第四线圈模组(5)接入极性可调的多波形线圈电源，电流为1～8A。8.根据权利要求1所述的多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：所述过滤挡板为三叉星型结构。9.根据权利要求1所述的多靶共沉积的磁过滤镀膜装置，其特征在于：多靶...
【专利技术属性】
技术研发人员：周潜，娄陈旭坤，施仙庆，马震宇，赵文轩，徐锋，左敦稳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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