專利名稱：一種細長管筒內(nèi)表面濺射沉積涂層方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及細長管筒內(nèi)表面的涂層工藝。
背景技術(shù)：
細長管筒的內(nèi)表面涂層問題一直困擾著表面工程領(lǐng)域的專家技術(shù)人員。不同于內(nèi)表面的電鍍方法，電鍍?nèi)芤嚎梢院芊奖愕亓鞯剿桦婂兊牟课弧τ谡婵胀垮?，涂層介質(zhì)很難達到細長管筒內(nèi)部深處。如果采用等離子體涂層的辦法，一種是等離子體在內(nèi)部產(chǎn)生，但由于內(nèi)部空間狹小輝光放電很難建立；另外是等離子體在外部產(chǎn)生，但由于等離子體的自復(fù)合效應(yīng)很難宏觀輸運到很遠的地方，也就是說在細長管內(nèi)部深處很難得到等離子體。若采用濺射方案，可以利用離子束來轟擊置于細長管筒內(nèi)部的濺射靶來獲得所需涂層材料，但對于細長管需要兩方面條件昂貴的離子源來獲得所需離子束，另外還需要較大的離子能量，否則離子束散焦嚴重，會降低濺射效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種細長管筒內(nèi)表面濺射沉積涂層方法，該方法具有工藝簡單，濺射沉積不受傳統(tǒng)中心軸和管筒內(nèi)壁二極濺射的空間限制，同時也不受傳統(tǒng)磁控濺射的空間尺寸限制，另外也不需要外置離子源需要高昂的費用以及離子束聚焦所需的高電壓，涂層沉積效果好的特點。本發(fā)明的工藝步驟是首先將細長管筒固定在真空室內(nèi)的工件臺上，將陰、陽兩個電極上下對應(yīng)地設(shè)在細長管筒內(nèi)，然后將脈沖高壓電源與設(shè)在細長管筒內(nèi)的兩個電極即陰極和陽極相連接，陰極為濺射靶，陰極與陽極的距離為5mm～20mm，濺射電壓為10KV～50KV，往真空室內(nèi)通入氬氣、氙氣或氪氣或者同時通入反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體為氧氣、氮氣、乙炔或甲烷等，氣壓為0.1Pa～10Pa，濺射開始后，陰極和陽極同步由細長管筒內(nèi)的一端向另一端移動，使細長管筒內(nèi)表面獲得濺射沉積涂層。所述濺射靶的靶面為錐形或半球形。所述濺射時細長管筒繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明利用高壓輝光放電激發(fā)出等離子體，然后利用自身的電場加速來使離子獲得較高能量來轟擊濺射靶，從而濺射出所需的膜層材料。高壓(直流或脈沖)直接加在陰極(濺射靶)和陽極之間，在合適的氣壓和電壓條件下，高壓輝光放電會被激勵起來，等離子體產(chǎn)生，于是等離子體中的電子在高壓電場的作用下飛向陽極，而等離子在電場的作用下高速撞擊陰極靶，從而獲得濺射效應(yīng)。通過高壓激發(fā)軸向輝光放電濺射技術(shù)可以獲得內(nèi)表面的沉積涂層。利用陰陽極的沿軸向的移動以及管筒和中心陰陽極的相對轉(zhuǎn)動可以均勻地獲得整個細長管內(nèi)表面的濺射涂層。本發(fā)明具有工藝簡單，濺射沉積不受傳統(tǒng)中心軸和管筒內(nèi)壁二極濺射的空間限制，同時也不受傳統(tǒng)磁控濺射的空間尺寸限制，另外也不需要外置離子源需要高昂的費用以及離子束聚焦所需的高電壓，涂層沉積效果好的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖，圖2是具體實施方式
二的工作原理示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一(參見圖1、圖2)本實施方式的工藝步驟是首先將細長管筒固定在真空室內(nèi)的工件臺上，將陰、陽兩個電極上下對應(yīng)地設(shè)在細長管筒內(nèi)，然后將脈沖高壓電源與設(shè)在細長管筒內(nèi)的兩個電極即陰極和陽極相連接，陰極為濺射靶，陰極與陽極的距離為5mm～20mm，濺射電壓為10KV～50KV，往真空室內(nèi)通入氬氣、氙氣或氪氣或者同時通入反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體為氧氣、氮氣、乙炔或甲烷等，氣壓為0.1Pa～10Pa，濺射開始后，陰極和陽極同步由細長管筒內(nèi)的一端向另一端移動，使細長管筒內(nèi)表面獲得濺射沉積涂層。所述濺射靶的靶面為錐形或半球形。所述濺射時細長管筒繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)。所述濺射時向真空室內(nèi)同時通入氧氣、氮氣、乙炔或甲烷氣體可在細長管筒內(nèi)表面上形成陶瓷涂層。
具體實施方式
二(參見圖2)本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于，將真空室分為上下兩個，將細長管筒的兩端分別固定在上下兩個真空室之間，使細長管筒成為真空室的一部分。其它工藝條件及工藝步驟與具體實施方式
一相同。
權(quán)利要求
1.一種細長管筒內(nèi)表面濺射沉積涂層方法，其特征在于其工藝步驟是首先將細長管筒固定在真空室內(nèi)的工件臺上，將陰、陽兩個電極上下對應(yīng)地設(shè)在細長管筒內(nèi)，然后將脈沖高壓電源與設(shè)在細長管筒內(nèi)的兩個電極即陰極和陽極相連接，陰極為濺射靶，陰極與陽極的距離為5mm～20mm，濺射電壓為10KV～50KV，往真空室內(nèi)通入氬氣、氙氣或氪氣或者同時通入反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體為氧氣、氮氣、乙炔或甲烷，氣壓為0.1Pa～10Pa，濺射開始后，陰極和陽極同步由細長管筒內(nèi)的一端向另一端移動，使細長管筒內(nèi)表面獲得濺射沉積涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細長管筒內(nèi)表面濺射沉積涂層方法，其特征在于所述濺射靶的靶面為錐形或半球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細長管筒內(nèi)表面濺射沉積涂層方法，其特征在于所述濺射時細長管筒繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種細長管筒內(nèi)表面濺射沉積涂層方法，它涉及細長管筒內(nèi)表面的涂層工藝。本發(fā)明的工藝步驟是將陰、陽兩個電極上下對應(yīng)地設(shè)在細長管筒內(nèi)，然后將脈沖高壓電源與設(shè)在細長管筒內(nèi)的兩個電極相連接，陰極與陽極的距離為5mm～20mm，濺射電壓為10KV～50KV，往真空室內(nèi)通入氬氣、氙氣或氪氣或者同時通入反應(yīng)氣體，氣壓為0.1Pa～10Pa，濺射開始后，陰極和陽極同步由細長管筒內(nèi)的一端向另一端移動，使細長管筒內(nèi)表面獲得濺射沉積涂層。本發(fā)明具有工藝簡單，濺射沉積不受傳統(tǒng)中心軸和管筒內(nèi)壁二極濺射的空間限制；同時也不受傳統(tǒng)磁控濺射的空間尺寸限制，另外也不需要外置離子源需要高昂的費用以及離子束聚焦所需的高電壓，涂層沉積效果好的優(yōu)點。
文檔編號C23C14/38GK1603459SQ20041004401
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者田修波, 楊士勤 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)