本實(shí)用新型屬于等離子體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低溫等離子體聚合涂層裝置。

背景技術(shù)：

等離子體表面處理作為提升材料表面性能有效方法被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、機(jī)械重工和五金工具制造等領(lǐng)域。等離子體聚合涂層是一種重要的表面處理方法。在等離子體聚合涂層過程中，需要在真空室中通入工藝氣體和氣態(tài)有機(jī)類單體，通過放電把有機(jī)類氣態(tài)單體等離子體化，使其產(chǎn)生各類活性種，由這些活性種之間或活性種與單體之間進(jìn)行加成反應(yīng)形成聚合物。由于聚合物涂層一般不導(dǎo)電，通常必須使用高頻放電源產(chǎn)生等離子體，而為了提高生產(chǎn)效率、降低成本，現(xiàn)有的等離子體聚合涂層裝置盡可能增大放電源面積以能夠同時(shí)處理更多基材。但大面積的高頻放電源功率閾值大，產(chǎn)生的等離子體能量高、密度高，易將化學(xué)單體結(jié)構(gòu)過度破壞，使形成的聚合物涂層質(zhì)量不良。另外，大面積的高頻放電源由于存在駐波效應(yīng)，所產(chǎn)生的等離子體在空間分布不均勻，使批處理產(chǎn)品質(zhì)量均一性不良。

理論上解決上述問題的可以用多個(gè)小面積、小功率的高頻放電源組合起來代替單一的大面積、大功率高頻放電源。但是實(shí)際上由于各不同高頻放電源之間難以做到相位完全一致，存在相互之間的串?dāng)_，使各高頻放電源工作不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可能燒壞供電電源。而為了減小各高頻放電源相互之間的串?dāng)_，不得不拉開各高頻放電源之間的距離，而各高頻放電源之間距離的加大又會(huì)使所產(chǎn)生的等離子體空間分布不均勻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的等離子體聚合涂層裝置使用大面積、大功率高頻放電源所產(chǎn)生的等離子體在空間分布不均勻、批處理產(chǎn)品質(zhì)量均一性不良、等離子體能量高、密度高，易將化學(xué)單體結(jié)構(gòu)過度破壞，使形成的聚合物涂層質(zhì)量不良的問題，以及多個(gè)小面積、小功率高頻放電源的組合所存在的各高頻放電源之間相互串?dāng)_，所產(chǎn)生的等離子體空間分布不均勻等問題提供一種多源小功率低溫等離子體聚合涂層裝置。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下：

在主真空室壁上相互靠近安裝多個(gè)放電腔，在每個(gè)放電腔通往主真空室的開口處安裝一個(gè)平面接地柵網(wǎng)以屏蔽各放電腔之間的相互串?dāng)_；在每個(gè)放電腔內(nèi)靠近柵網(wǎng)處安裝多孔電極板，多孔電極板與柵網(wǎng)平行并保持一個(gè)小間隙以消除它們之間的等離子體，避免各放電腔內(nèi)的電磁波通過等離子體傳播進(jìn)入主真空室；多孔電極板上均勻分布的通孔供電中性的放電產(chǎn)物和活性基團(tuán)通過經(jīng)柵網(wǎng)進(jìn)入主真空室；多孔電極板通過絕緣支架固定在放電腔壁上，通過導(dǎo)線連接小功率高頻電源，每個(gè)放電腔內(nèi)的多孔電極板連接一個(gè)小功率高頻電源，使多孔電極板對(duì)放電腔壁放電，在放電腔內(nèi)產(chǎn)生等離子體；載體氣體管路和單體蒸汽管路分別連接到每個(gè)放電腔內(nèi)，載體氣體管路和單體蒸汽管路另一端分別連接到載體氣體源和單體蒸汽源；真空排氣管連接到主真空室內(nèi)，真空排氣管另一端連接到真空泵；待處理的基材放在主真空室內(nèi)部，且位于放電腔外部，載體氣體和單體蒸汽在各放電腔內(nèi)發(fā)生放電，單體蒸汽發(fā)生聚合，聚合產(chǎn)物在載體氣流帶動(dòng)下先后穿過多孔電極板上的小孔和柵網(wǎng)進(jìn)入真空室并沉積在基材表面形成聚合物涂層。

所述放電腔為圓筒形，材質(zhì)為金屬，其直徑范圍是深度為30-150mm。

所述放電腔相鄰軸線之間的間距為70～400mm。

所述多孔電極板與所述柵網(wǎng)之間的間隙小于8mm。

所述多孔電極板上分布的通孔直徑是1～10mm，孔間距1～10mm。

所述的小功率高頻電源功率為5～100W，頻率為20kHz～300MHz。

所述的真空排氣管連接在主真空室與放電腔相對(duì)的壁上。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于真空室內(nèi)安裝多個(gè)放電腔，分開但相互靠近的多個(gè)放電腔避免了單一大面積放電源存在的駐波效應(yīng)，使得真空室內(nèi)等離子體的空間分布均勻，批處理產(chǎn)品質(zhì)量均一性良好。

(2)與單一大面積電極放電源相比，各小功率放電腔放電功率閾值小，放電總功率小，產(chǎn)生的等離子體能量、密度較低，化學(xué)單體結(jié)構(gòu)不易被過度破壞，形成的聚合物涂層質(zhì)量良好。

(3)柵網(wǎng)接地且多孔電極板平行靠近柵網(wǎng)，消除它們之間的等離子體，有效阻擋各放電腔內(nèi)的電磁波通過等離子體傳播進(jìn)入主真空室，避免各放電腔之間的相互干擾，使各放電腔能夠靠近安裝，真空室內(nèi)等離子體的空間分布均勻，批處理產(chǎn)品質(zhì)量均一性良好。

附圖說明

圖1為一種多源小功率低溫等離子體聚合涂層裝置示意圖。

圖2為圖1中放電腔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、主真空室，2、放電腔，3、柵網(wǎng)，4、多孔電極板，5、小功率高頻電源，6、載體氣體管路，7、單體蒸汽管路，8、真空排氣管，9、基材，10、絕緣支架，11、導(dǎo)線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不局限于具體實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種多源小功率低溫等離子體聚合涂層裝置，該裝置中，主真空室的壁上安裝多個(gè)放電腔，放電腔為圓筒形，材質(zhì)是金屬，其直徑范圍是深度為150mm；相鄰放電腔軸線之間的間距為70mm；放電腔通往主真空室的開口處安裝一個(gè)平面接地柵網(wǎng)；在放電腔內(nèi)靠近柵網(wǎng)處安裝多孔電極板，多孔電極板上均勻分布通孔，通孔直徑1mm，孔間距1mm；多孔電極板與柵網(wǎng)平行且間隙小于8mm；多孔電極板通過絕緣支架固定，通過導(dǎo)線連接小功率高頻電源，小功率高頻電源的功率為5W，頻率為20kHz；載體氣體管路和單體蒸汽管路分別連接到每個(gè)放電腔內(nèi)，載體氣體管路和單體蒸汽管路另一端分別連接到載體氣體源和單體蒸汽源；真空排氣管連接到主真空室內(nèi)，真空排氣管另一端連接到真空泵；真空排氣管連接到主真空室與放電腔相對(duì)的壁上；待處理的基材放在主真空室內(nèi)部，并位于放電腔外部。

實(shí)施例2

一種多源小功率低溫等離子體聚合涂層裝置，該裝置中，主真空室的壁上安裝多個(gè)放電腔，放電腔為圓筒形，材質(zhì)是金屬，其直徑范圍是深度為30mm；相鄰放電腔軸線之間的間距為400mm；放電腔通往主真空室的開口處安裝一個(gè)平面接地柵網(wǎng)；在放電腔內(nèi)靠近柵網(wǎng)處安裝多孔電極板，多孔電極板上均勻分布通孔，通孔直徑10mm，孔間距10mm；多孔電極板與柵網(wǎng)平行且間隙小于8mm；多孔電極板通過絕緣支架固定，通過導(dǎo)線連接小功率高頻電源，小功率高頻電源的功率為100W，頻率為300MHz；載體氣體管路和單體蒸汽管路分別連接到每個(gè)放電腔內(nèi)，載體氣體管路和單體蒸汽管路另一端分別連接到載體氣體源和單體蒸汽源；真空排氣管連接到主真空室內(nèi)，真空排氣管另一端連接到真空泵；真空排氣管連接到主真空室與放電腔相對(duì)的壁上；待處理的基材放在主真空室內(nèi)部，并位于放電腔外部。

實(shí)施例3

一種多源小功率低溫等離子體聚合涂層裝置，該裝置中，主真空室的壁上安裝多個(gè)放電腔，放電腔為圓筒形，材質(zhì)是金屬，其直徑范圍是深度為90mm；相鄰放電腔軸線之間的間距為200mm；放電腔通往主真空室的開口處安裝一個(gè)平面接地柵網(wǎng)；在放電腔內(nèi)靠近柵網(wǎng)處安裝多孔電極板，多孔電極板上均勻分布通孔，通孔直徑5mm，孔間距5mm；多孔電極板與柵網(wǎng)平行且間隙小于8mm；多孔電極板通過絕緣支架固定，通過導(dǎo)線連接小功率高頻電源，小功率高頻電源的功率為50W，頻率為100MHz；載體氣體管路和單體蒸汽管路分別連接到每個(gè)放電腔內(nèi)，載體氣體管路和單體蒸汽管路另一端分別連接到載體氣體源和單體蒸汽源；真空排氣管連接到主真空室內(nèi)，真空排氣管另一端連接到真空泵；真空排氣管連接到主真空室與放電腔相對(duì)的壁上；待處理的基材放在主真空室內(nèi)部，并位于放電腔外部。

進(jìn)行涂層處理時(shí)，通入載體氣體和單體蒸汽的同時(shí)開啟各小功率高頻電源使各放電腔內(nèi)發(fā)生放電，使單體分子發(fā)生聚合，聚合產(chǎn)物在載體氣流帶動(dòng)下穿過電極上的小孔和柵網(wǎng)進(jìn)入主真空室并沉積在基材表面形成聚合物涂層。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述的實(shí)施例和說明書描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書和等效物界定。