專利名稱：滾筒式樣品臺(tái)以及用其進(jìn)行粉體顆粒的磁控濺射鍍膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于磁控濺射鍍膜的樣品臺(tái)，更特別地說，是指一種新型滾筒式樣品臺(tái)，以及應(yīng)用該滾筒式樣品臺(tái)進(jìn)行粉體顆粒的磁控濺射鍍膜方法。
背景技術(shù)：
粉體顆粒由于粒徑小、比表面積大而具有塊體材料所不具有的各種物理和化學(xué)性 質(zhì)，因此，目前國內(nèi)外對(duì)多種系列的粉體顆粒的各種特性及應(yīng)用的研究已經(jīng)取得了較大進(jìn) 展，但有關(guān)在粉體顆粒表面鍍膜的方法及其應(yīng)用方面仍在做積極的探索，需要解決的困難 之一是粉體顆粒的均勻分散問題。在粉體顆粒表面鍍膜的方法很多，如真空蒸發(fā)、磁控濺射、化學(xué)鍍、化學(xué)氣相沉積 和溶膠-凝膠法等。其中的磁控濺射沉積技術(shù)由于濺射率高、基片溫升低、膜-基結(jié)合力好、 裝置性能穩(wěn)定、操作控制方便等優(yōu)點(diǎn)而受到越來越多的應(yīng)用。要想利用磁控濺射方法在粉 體顆粒表面鍍覆上均勻性好、附著力強(qiáng)、純度高和致密性好的薄膜，就必須保證每個(gè)顆粒在 薄膜生長時(shí)都有機(jī)會(huì)充分暴露其表面，使得每個(gè)顆粒表面上的任意點(diǎn)都能沉積上靶濺射出 的原子，并盡可能地讓其沉積的概率相等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種適用于磁控濺射鍍膜用的滾筒式樣品臺(tái)，該滾筒式 樣品臺(tái)包括有滾筒、篩網(wǎng)、雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和振動(dòng)機(jī)構(gòu)，篩網(wǎng)與振動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，滾筒與雙模運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，滾筒的開口處設(shè)有靶材。滾筒在雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供的轉(zhuǎn)動(dòng)和上下振動(dòng)的條件 下使得筒內(nèi)的粉體顆粒抖動(dòng)翻轉(zhuǎn)，又因振動(dòng)機(jī)構(gòu)為篩網(wǎng)上的粉體顆粒提供振動(dòng)，從而下落 的粉體顆粒表面沉積上濺射靶材原料，經(jīng)過一定時(shí)間的沉積就會(huì)在粉體顆粒表面沉積上均 勻性好、致密性高和附著力強(qiáng)的薄膜。本發(fā)明的目的另一是提出一種磁控濺射鍍膜的方法，該方法將粉體顆粒放于滾筒 內(nèi)，根據(jù)粉體顆粒的分散性，調(diào)節(jié)滾筒的旋轉(zhuǎn)速度及上下振動(dòng)功率，粉體顆粒被翼片帶到滾 筒的上方，同時(shí)在滾筒的振動(dòng)及重力作用下，粉體顆粒就會(huì)落到篩網(wǎng)中；篩網(wǎng)中的粉體顆粒 在超聲振動(dòng)下垂直下落，在入射來的濺射流就會(huì)在下落的粉體顆粒表面沉積，經(jīng)過一定時(shí) 間的沉積就會(huì)在粉體顆粒表面沉積上均勻性好、致密性高和附著力強(qiáng)的薄膜。采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的滾筒式樣品臺(tái)對(duì)粉體顆粒表面進(jìn)行磁控濺射鍍膜所需的工藝 步驟為(A)打開真空室，將粉體顆粒放入滾筒3 ；(B)在靶架上安裝好靶材；(C)關(guān)閉真空室，打開真空抽氣裝置中的機(jī)械泵，對(duì)真空室抽真空至IPa 5Pa ；打 開真空抽氣裝置中的分子泵，對(duì)真空室抽真空至2. OX 10_3Pa 5. OX 10_3Pa ；(D)向真空室充入氬氣，用質(zhì)量流量計(jì)控制其流量保持在IOsccm 40sCCm，沉積 時(shí)保持真空室工作氣壓為0. IPa 1. OPa ；
(E)調(diào)節(jié)上下振動(dòng)電機(jī)13輸出功率為20W 500W ；調(diào)節(jié)圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14提供給滾筒的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min lOOr/min ；調(diào)節(jié)超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2輸出超聲波頻率為20kHz 500kHz和功率為50W 500W ；(F)打開靶電源，調(diào)節(jié)功率至500W 1500W，開始濺射鍍膜；(G) IOOmin 600min后關(guān)閉靶電源，停止濺射；(H)按順序關(guān)閉流量計(jì)、分子泵和機(jī)械泵，再打開放氣閥緩慢向真空室內(nèi)放氣，當(dāng)真空室內(nèi)壓力與大氣壓力平衡后，打開真空室，取出樣品，鍍膜結(jié)束。本發(fā)明滾筒式樣品臺(tái)具有如下的優(yōu)點(diǎn)①通過在滾筒內(nèi)壁設(shè)置具有一定安裝角的翼片來運(yùn)輸粉體顆粒作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得 粉體顆粒的表面充分暴露出來，有利于在粉體顆粒表面沉積上均勻性好、致密性高和附著 力強(qiáng)的薄膜。②通過在軸向中心線上設(shè)置旋轉(zhuǎn)電機(jī)，縱向中心線上設(shè)置上下振動(dòng)電機(jī)，然后結(jié) 合偏心輪在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)座中運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了滾筒既能夠在旋轉(zhuǎn)的條件下，得到上下 振動(dòng)，提高了粉體顆粒的翻轉(zhuǎn)抖動(dòng)。③通過“Z”構(gòu)形的篩網(wǎng)連桿將超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的振動(dòng)傳遞給篩網(wǎng)，使得在篩 網(wǎng)中的粉體顆粒實(shí)現(xiàn)振動(dòng)環(huán)境下的垂直下落，達(dá)到更好的顆粒分散。④在滾筒的開口處設(shè)置磁控濺射靶架，有利于垂直落下的粉體顆粒表面沉積上靶 材。采用本發(fā)明滾筒式樣品臺(tái)對(duì)粉體顆粒表面進(jìn)行磁控濺射鍍膜具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)能夠根據(jù)粉體顆粒樣品的分散性來調(diào)節(jié)滾筒的旋轉(zhuǎn)速度和上下振動(dòng)功率、篩 網(wǎng)的振動(dòng)功率，讓粉體顆粒像瀑布似的從篩網(wǎng)上落下，可以獲得均勻性好、致密性高和附著 力強(qiáng)的薄膜。(2)通過改變真空室內(nèi)的工作氣壓、濺射功率、溫度、濺射時(shí)間、滾筒的旋轉(zhuǎn)速度、 機(jī)械振動(dòng)功率、篩網(wǎng)的振動(dòng)功率和靶材等工藝條件，即可在各種形狀的粉體顆粒表面沉積 各種薄膜，特別是化合物薄膜，工藝簡單、操作簡便，適用范圍廣。(3)該粉體磁控濺射鍍膜設(shè)備，可以在大批量的粉體顆粒表面均勻地鍍膜，所鍍樣 品不僅可以用于實(shí)驗(yàn)室分析研究，也可用于工業(yè)領(lǐng)域。該設(shè)備可以幾何放大，以用于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明用于粉體顆粒的滾筒式磁控濺射鍍膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解圖。圖3是本發(fā)明篩網(wǎng)與超聲波振動(dòng)組件的連接示圖。圖4是本發(fā)明滾筒的結(jié)構(gòu)圖。圖4A是本發(fā)明滾筒的A-A視圖。圖4B是本發(fā)明滾筒的B-B視圖。圖4C是本發(fā)明篩網(wǎng)在滾筒內(nèi)的裝配位置圖。圖5是實(shí)施例1中空心微珠鍍膜前后的SEM照片。圖6是實(shí)施例1中空心微珠鍍膜前后的XRD照片。
圖7是實(shí)施例2中SiC顆粒鍍膜前后的X射線能譜儀分析照片。圖中 1.雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 11. A電機(jī)座 111.上支臂 112.下支臂113.豎 支板 114. A通孔115. B通孔 116. C通孔 12. B電機(jī)座121.上導(dǎo)柱 122. 下導(dǎo)柱 123.空腔 124. U形槽 125.側(cè)板126. D通孔 13.上下振動(dòng)電機(jī) 14.圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)15. A直線軸承16. B直線軸承 2.超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)3.滾 筒31.翼片 32.開口 33.接頭 34.底部 35.外殼體36.內(nèi)壁 4.篩網(wǎng)連桿 5.篩網(wǎng)
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參見圖1所示，本發(fā)明的一種用于粉體顆粒的滾筒式磁控濺射鍍膜裝置，該裝置 包括有真空室、濺射靶架、真空抽氣裝置和滾筒式樣品臺(tái)。其中，滾筒式樣品臺(tái)由雙模運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)1、超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2、滾筒3、篩網(wǎng)連桿4和篩網(wǎng)5構(gòu)成。篩網(wǎng)5置于滾筒3內(nèi)，篩網(wǎng)5通過篩網(wǎng)連桿4與超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2實(shí)現(xiàn)連接，篩網(wǎng) 連桿4的一端置于真空室內(nèi)，篩網(wǎng)連桿4的另一端與超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2的輸出端連接。滾筒3和濺射靶架置于真空室內(nèi)；且濺射靶架位于滾筒開口 32處，濺射靶架與滾 筒開口 32處之間的距離記為h，h = 5cm 30cm。真空抽氣裝置、雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1和超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2置于真空室外；真空抽氣裝置 通過管路與真空室聯(lián)通；并對(duì)應(yīng)連接流量計(jì)、分子泵和機(jī)械泵，同時(shí)配置電器控制及冷卻循 環(huán)水系統(tǒng)。真空室上設(shè)有觀察窗、放氣閥。參見圖1、圖2所示，本發(fā)明雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1中的上下振動(dòng)電機(jī)13安裝在A電機(jī)座 11的豎支板113上，上下振動(dòng)電機(jī)13的輸出軸穿過C通孔116后套接有偏心輪131，偏心 輪131置于B電機(jī)座12的U形槽124內(nèi)；A電機(jī)座11的上支臂111上設(shè)有供A直線軸承15安裝的A通孔114，A直線軸承 15套接在B電機(jī)座12的上導(dǎo)柱121上；A電機(jī)座11的下支臂112上設(shè)有供B直線軸承16安裝的B通孔115，B直線軸承 16套接在B電機(jī)座12的下導(dǎo)柱122上；B電機(jī)座12的上導(dǎo)柱121穿過A直線軸承15，下導(dǎo)柱122穿過B直線軸承16，B 電機(jī)座12的空腔123內(nèi)放置有圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14，圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14安裝在B電機(jī)座12的側(cè) 板125上，且圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14的輸出軸穿過D通孔121后與聯(lián)軸器141連接，聯(lián)軸器141 的另一端上連接有長軸142，長軸142的另一端連接在滾筒3的底部的中心位置。上下振動(dòng)電機(jī)13的輸出功率為20W 500W。圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14提供給滾筒的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min lOOr/min。在本發(fā)明中，滾筒3在上下振動(dòng)電機(jī)13的作用下，通過上導(dǎo)柱121、下導(dǎo)柱122使 滾筒式樣品臺(tái)3中的粉體形成上下振動(dòng)運(yùn)動(dòng)(沿兩個(gè)直線軸承的縱向中心線上下運(yùn)動(dòng))； 在圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14的作用下，滾筒3中的粉體跟隨滾筒3的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)(沿滾筒3的軸向 中心線轉(zhuǎn)動(dòng))，此時(shí)粉體在上下振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)作用下可均勻地分散，且落下至篩網(wǎng)5。參見圖1、圖3所示，本發(fā)明的篩網(wǎng)連桿4為“Z”字構(gòu)形的圓柱桿，篩網(wǎng)連桿4的一端連接在超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2的輸出軸上，篩網(wǎng)連桿4的另一端連接在篩網(wǎng)5上。篩網(wǎng)5的網(wǎng)孔大小從20目 12000目可調(diào)。超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2輸出超聲波頻率為20kHz 500kHz和功率為50W 500W。
在本發(fā)明中，滾筒3中的篩網(wǎng)5在超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2的作用下，通過篩網(wǎng)連桿4使 篩網(wǎng)5形成振動(dòng)，篩網(wǎng)5中的粉體顆粒跟隨著篩網(wǎng)5的振動(dòng)而均勻地分散，篩網(wǎng)5中的粉體 在重力和篩網(wǎng)5的振動(dòng)下通過網(wǎng)孔垂直下落，落下的粉體顆粒表面將會(huì)沉積上被靶材濺射 的金屬原子，從而使得粉體顆粒表面包覆上薄膜。參見圖1、圖4、圖4A、圖4B所示，本發(fā)明滾筒3的內(nèi)壁36均勻設(shè)有翼片31，翼片31
與滾筒內(nèi)壁36的安裝角記為θ，θ = 10° 40°，翼片31的寬度記為c，=^d，dl表
c 6
示滾筒的內(nèi)直徑(不包括滾筒的外殼體35厚度)。滾筒內(nèi)翼片31設(shè)計(jì)的個(gè)數(shù)為6個(gè) 12
個(gè)。滾筒3的開口 32的內(nèi)直徑(不包括滾筒的外殼體35厚度)記為d2， /2 二 ^iZl -d\。
2 4
滾筒3的底部34中心位置設(shè)有接頭33，該接頭33用于與長軸142的另一端連接。參見圖4C所示，篩網(wǎng)5沿滾筒3的軸向中心線的方向進(jìn)行設(shè)置，篩網(wǎng)5的寬度記
為hl，M = ^dX，dl表示滾筒的內(nèi)直徑(不包括滾筒的外殼體35厚度)。篩網(wǎng)5底部距軸 向中心線的距離記為h2，= ^tZl。
O采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的滾筒式樣品臺(tái)對(duì)粉體顆粒表面進(jìn)行磁控濺射鍍膜所需的工藝 步驟為(A)打開真空室，將粉體顆粒放入滾筒3 ；(B)在靶架上安裝好靶材；(C)關(guān)閉真空室，打開真空抽氣裝置中的機(jī)械泵，對(duì)真空室抽真空至IPa 5Pa ；打 開真空抽氣裝置中的分子泵，對(duì)真空室抽真空至2. OX 10_3Pa 5. OX 10_3Pa ；(D)向真空室充入氬氣，用質(zhì)量流量計(jì)控制其流量保持在IOsccm 40sCCm，沉積 時(shí)保持真空室工作氣壓為0. IPa 1. OPa ；(E)調(diào)節(jié)上下振動(dòng)電機(jī)13輸出功率為20W 500W ；調(diào)節(jié)圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14提供給滾筒的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min lOOr/min ；調(diào)節(jié)超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2輸出超聲波頻率為20kHz 500kHz和功率為50W 500W ；(F)打開靶電源，調(diào)節(jié)功率至500W 1500W，開始濺射鍍膜；(G) IOOmin 600min后關(guān)閉靶電源，停止濺射；(H)按順序關(guān)閉流量計(jì)、分子泵和機(jī)械泵，再打開放氣閥緩慢向真空室內(nèi)放氣，當(dāng) 真空室內(nèi)壓力與大氣壓力平衡后，打開真空室，取出樣品，鍍膜結(jié)束。實(shí)施例1，以在無機(jī)空心微珠顆粒(粉煤灰)表面磁控濺射鍍鎳銀合金膜作為實(shí)施 例，詳述工藝步驟如下(A)打開真空室，將粉體顆粒放入滾筒3 ；(B)將金屬鎳和金屬銀兩個(gè)濺射靶材分別安裝在不同的濺射靶架上；(C)關(guān)閉真空室，打開真空抽氣裝置中的機(jī)械泵，對(duì)真空室抽真空至2Pa ；打開真空抽氣裝置中的分子泵，對(duì)真空室抽真空至3. OX KT3Pa ；
(D)向真空室充入氬氣，用質(zhì)量流量計(jì)控制其流量保持在24Sccm，沉積時(shí)保持真空室工作氣壓為0. 8Pa ；(E)調(diào)節(jié)上下振動(dòng)電機(jī)13輸出功率為100W ；調(diào)節(jié)圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14提供給滾筒的旋轉(zhuǎn)速度為20r/min ；調(diào)節(jié)超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2輸出超聲波頻率為200kHz和功率為50W ；(F)打開金屬鎳靶材電源，調(diào)節(jié)其濺射功率為1000W ；打開金屬銀靶材電源，調(diào)節(jié)其濺射功率為500W ；(G)磁控濺射300min后關(guān)閉靶電源，停止濺射；(H)按順序關(guān)閉流量計(jì)、分子泵和機(jī)械泵，再打開放氣閥緩慢向真空室內(nèi)放氣，當(dāng) 真空室內(nèi)壓力與大氣壓力平衡后，打開真空室，取出樣品，鍍膜結(jié)束。圖5中的(a)、(b)為空心微珠在鍍膜前后放大2000倍的掃描電子顯微鏡照片，其 中(a)為未鍍膜的空心微珠，(b)為空心微珠表面鍍鎳銀合金膜。圖5中的(c)、(d)為空心微珠在鍍膜前后放大50000倍的掃描電子顯微鏡照片， 其中(c)為未鍍膜的空心微珠，(d)為空心微珠表面鍍鎳銀合金膜。從圖(a)、(c)中可以看出，未鍍膜的空心微珠表面非常光滑，表面幾乎未發(fā)現(xiàn)任 何金屬顆粒；空心微珠的表面還存在著白點(diǎn)，這是由于在掃描電子顯微鏡檢測(cè)時(shí)空心微珠 表面的電荷積累造成的，說明未鍍膜空心微珠表面的導(dǎo)電性很差。從圖(b)、(d)中可以看 出，鍍有鎳銀合金膜的空心微珠顆粒表面明顯不光滑，有許多金屬顆粒存在。圖6為未鍍膜空心微珠與空心微珠表面鍍鎳銀合金膜的X射線衍射儀照片。從X 射線衍射儀照片中可以看出，鍍有鎳銀合金膜的空心微珠同時(shí)存在鎳和銀的衍射峰，說明 空心微珠表面已成功地鍍覆上鎳銀薄膜。實(shí)施例2，以在SiC顆粒表面磁控濺射鍍鎳膜作為實(shí)施例，詳述工藝步驟如下(A)打開真空室，將粉體顆粒放入滾筒3 ；(B)將金屬鎳靶材安裝在濺射靶架上；(C)關(guān)閉真空室，打開真空抽氣裝置中的機(jī)械泵，對(duì)真空室抽真空至3. 3Pa ；打開 真空抽氣裝置中的分子泵，對(duì)真空室抽真空至3. 3 X ICT3Pa ；(D)向真空室充入氬氣，用質(zhì)量流量計(jì)控制其流量保持在30sCCm，沉積時(shí)保持真 空室工作氣壓為0. 9Pa ；(E)調(diào)節(jié)上下振動(dòng)電機(jī)13輸出功率為80W ；調(diào)節(jié)圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14提供給滾筒的旋轉(zhuǎn)速度為15r/min ；調(diào)節(jié)超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)2輸出超聲波頻率為300kHz和功率為150W ；(F)打開金屬鎳靶材電源，調(diào)節(jié)其濺射功率為500W ；(G)磁控濺射IOOmin后關(guān)閉靶電源，停止濺射；(H)按順序關(guān)閉流量計(jì)、分子泵和機(jī)械泵，再打開放氣閥緩慢向真空室內(nèi)放氣，當(dāng) 真空室內(nèi)壓力與大氣壓力平衡后，打開真空室，取出樣品，鍍膜結(jié)束。將采用實(shí)施例2方法進(jìn)行加工的在SiC顆粒表面沉積金屬鎳進(jìn)行X射線能譜儀分 析，從圖7中可以看出SiC顆粒表面已成功鍍覆上金屬鎳薄膜。
權(quán)利要求
一種滾筒式樣品臺(tái)，包括有超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)、篩網(wǎng)(5)，其特征在于還包括有雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)、滾筒(3)和篩網(wǎng)連桿(4)；雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)中的上下振動(dòng)電機(jī)(13)安裝在A電機(jī)座(11)的豎支板(113)上，上下振動(dòng)電機(jī)(13)的輸出軸穿過C通孔(116)后套接有偏心輪(131)，偏心輪(131)置于B電機(jī)座(12)的U形槽(124)內(nèi)；A電機(jī)座(11)的上支臂(111)上設(shè)有供A直線軸承(15)安裝的A通孔(114)，A直線軸承(15)套接在B電機(jī)座(12)的上導(dǎo)柱(121)上；A電機(jī)座(11)的下支臂(112)上設(shè)有供B直線軸承(16)安裝的B通孔(115)，B直線軸承(16)套接在B電機(jī)座(12)的下導(dǎo)柱(122)上；B電機(jī)座(12)的上導(dǎo)柱(121)穿過A直線軸承(15)，下導(dǎo)柱(122)穿過B直線軸承(16)，B電機(jī)座(12)的空腔(123)內(nèi)放置有圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(14)，圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(14)安裝在B電機(jī)座(12)的側(cè)板(125)上，且圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(14)的輸出軸穿過D通孔(121)后與聯(lián)軸器(141)連接，聯(lián)軸器(141)的另一端上連接有長軸(142)，長軸(142)的另一端連接在滾筒(3)底部的接頭(33)上；滾筒(3)的內(nèi)壁(36)均勻設(shè)有翼片(31)，翼片(31)與滾筒內(nèi)壁(36)的安裝角θ＝10°～40°，翼片(31)的寬度d1表示滾筒的內(nèi)直徑；滾筒(3)的開口(32)的內(nèi)直徑滾筒(3)的底部(34)設(shè)有接頭(33)，該接頭(33)用于與長軸(142)的另一端連接；篩網(wǎng)連桿(4)的一端連接在超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)的輸出軸上，篩網(wǎng)連桿(4)的另一端連接在篩網(wǎng)(5)上；篩網(wǎng)(5)置于滾筒(3)內(nèi)，篩網(wǎng)5的寬度篩網(wǎng)(5)底部距軸向中心線的距離篩網(wǎng)(5)的網(wǎng)孔大小從20目～12000目可調(diào)。FSA00000060004900011.tif,FSA00000060004900012.tif,FSA00000060004900013.tif,FSA00000060004900014.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式樣品臺(tái)，其特征在于該滾筒式樣品臺(tái)適用于對(duì)顆粒 材料進(jìn)行磁控濺射鍍膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式樣品臺(tái)，其特征在于上下振動(dòng)電機(jī)(13)的輸出功率 為20W 500W ；圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(14)提供給滾筒(3)的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min lOOr/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式樣品臺(tái)，其特征在于篩網(wǎng)連桿(4)為“Z”字構(gòu)形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式樣品臺(tái)，其特征在于超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)輸出超聲 波頻率為20kHz 500kHz和功率為50W 500W。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式樣品臺(tái)，其特征在于滾筒(3)內(nèi)翼片(31)設(shè)計(jì)的個(gè) 數(shù)為6個(gè) 12個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒式樣品臺(tái)，其特征在于滾筒(3)在上下振動(dòng)電機(jī)(13) 的作用下，通過上導(dǎo)柱(121)、下導(dǎo)柱(122)使?jié)L筒(3)中的粉體形成上下振動(dòng)運(yùn)動(dòng)；在圓 周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(14)的作用下，滾筒(3)中的粉體跟隨滾筒(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)粉體在上 下振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)作用下可均勻地分散，且落下至篩網(wǎng)(5)；滾筒(3)中的篩網(wǎng)(5)在超聲波振 動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)的作用下，通過篩網(wǎng)連桿(4)使篩網(wǎng)(5)形成振動(dòng)，篩網(wǎng)(5)中的粉體顆粒跟隨 著篩網(wǎng)(5)的振動(dòng)而均勻地分散，篩網(wǎng)(5)中的粉體在重力和篩網(wǎng)(5)的振動(dòng)下通過網(wǎng)孔 垂直下落，落下的粉體顆粒表面將會(huì)沉積上被靶材濺射的金屬原子，從而使得粉體顆粒表面包覆上薄膜。
8.采用如權(quán)利要求1所述的滾筒式樣品臺(tái)進(jìn)行粉體顆粒的磁控濺射鍍膜方法，該磁控 濺射鍍膜所需裝置包括有真空室、濺射靶架、真空抽氣裝置和滾筒式樣品臺(tái)，其特征在于工 藝步驟為(A)打開真空室，將粉體顆粒放入滾筒(3)；(B)在靶架上安裝好靶材；(C)關(guān)閉真空室，打開真空抽氣裝置中的機(jī)械泵，對(duì)真空室抽真空至IPa 5Pa；打開真 空抽氣裝置中的分子泵，對(duì)真空室抽真空至2. OX 10_3Pa 5. OX 10_3Pa ；(D)向真空室充入氬氣，用質(zhì)量流量計(jì)控制其流量保持在IOsccm 40sCCm，沉積時(shí)保 持真空室工作氣壓為0. IPa 1. OPa ；(E)調(diào)節(jié)上下振動(dòng)電機(jī)(13)輸出功率為20W 500W；調(diào)節(jié)圓周轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(14)提供給滾筒的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min lOOr/min ；調(diào)節(jié)超聲波振動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)輸出超聲波頻率為20kHz 500kHz和功率為50W 500W ；(F)打開靶電源，調(diào)節(jié)功率至500W 1500W，開始濺射鍍膜；(G)IOOmin 600min后關(guān)閉靶電源，停止濺射；(H)按順序關(guān)閉流量計(jì)、分子泵和機(jī)械泵，再打開放氣閥緩慢向真空室內(nèi)放氣，當(dāng)真空 室內(nèi)壓力與大氣壓力平衡后，打開真空室，取出樣品，鍍膜結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用滾筒式樣品臺(tái)進(jìn)行粉體顆粒的磁控濺射鍍膜方法，其特 征在于在磁控濺射鍍膜過程中，是將粉體顆粒放于滾筒(3)內(nèi)，根據(jù)粉體樣品的分散性， 調(diào)節(jié)滾筒(3)的旋轉(zhuǎn)速度及上下振動(dòng)功率，粉體顆粒被翼片(31)帶到滾筒(3)的上方，同 時(shí)在滾筒(3)的上下振動(dòng)及重力作用下，粉體顆粒就會(huì)落到篩網(wǎng)(5)中，篩網(wǎng)(5)中的粉體 在超聲波的振動(dòng)下垂直下落，在滾筒開口(32)處入射來的濺射流就會(huì)在下落的粉體表面 沉積，經(jīng)過一定時(shí)間的沉積就會(huì)在粉體顆粒表面沉積上均勻性好、致密性高和附著力強(qiáng)的 薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種滾筒式樣品臺(tái)以及用其進(jìn)行粉體顆粒的磁控濺射鍍膜方法，屬于真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域。該滾筒式樣品臺(tái)包括有滾筒、篩網(wǎng)、雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和振動(dòng)機(jī)構(gòu)，篩網(wǎng)與振動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，滾筒與雙模運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，滾筒的開口處設(shè)有靶材。在磁控濺射鍍膜過程中，是將粉體顆粒放于滾筒內(nèi)，根據(jù)粉體樣品的分散性，調(diào)節(jié)滾筒的旋轉(zhuǎn)速度及上下振動(dòng)功率，粉體顆粒被翼片帶到滾筒的上方，同時(shí)在滾筒的上下振動(dòng)及重力作用下，粉體顆粒就會(huì)落到篩網(wǎng)中，篩網(wǎng)中的粉體在超聲波的振動(dòng)下垂直下落，在滾筒開口處入射來的濺射流就會(huì)在下落的粉體表面沉積，經(jīng)過一定時(shí)間的沉積就會(huì)在粉體顆粒表面沉積上均勻性好、致密性高和附著力強(qiáng)的薄膜。
文檔編號(hào)C23C14/35GK101805893SQ20101013104
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者俞曉正, 沈志剛, 蔡楚江, 邢玉山, 麻樹林 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)