[实用新型]一种直流等离子体CVD金刚石薄膜涂层制备设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流等离子体CVD金刚石薄膜涂层制备设备，属于金刚石薄膜制备技术领域。

背景技术

近年来,金刚石薄膜涂层工具应用的范围越来越广,市场需求也在日益增长,特别是在自动化程度很高的数控机床加工方面对金刚石薄膜涂层刀具的需求更为迫切。但是由于长期未能研制出适用的大面积金刚石工具涂层装备,阻碍了我国涂层工具的开发,制约了金刚石工具的产业化进程。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种直流等离子体CVD金刚石薄膜涂层制备设备，产量高，得到的金刚石薄膜涂层面积大，使用方便，适应不同沉积参数时功率要求。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

本实用新型的一种直流等离子体CVD金刚石薄膜涂层制备设备，其包括等离子炬，所述等离子炬的中心设置有阴极，所述阴极设置在引弧嘴的内部，阴极与引弧嘴之间设置有阳极通道，阳极通道上设置有氩气喷嘴，引弧嘴的外部周围设置有循环气体通道，循环气体通道与阳极通道连通，等离子炬的底部设置有阳极喷嘴，等离子炬周壁上设置有励磁线圈，等离子炬与励磁线圈之间设置有冷却通道,阳极喷嘴与沉积室连通。

循环气体通道的出口方向与阳极通道的出口方向垂直。

所述阳极喷嘴的直径为106-200mm。

等离子炬与电源连接，电源最大功率为30kW，最大电压150V，最大电流为30A，电源的输出功率调节范围为最大功率的0-80％。

所述沉积室的内直径为450-500mm,沉积室的周壁上设置有水冷夹层，水冷夹层的宽度为15-30mm，所述沉积室上设置有取物门，取物门为双层石英玻璃组成，双层石英玻璃之间有间隙，间隙与水冷夹层连通，取物门与水冷夹层之间设置有密封圈，水冷夹层的进水口设置有分流器。

本实用新型的有益效果：

通过对等离子体炬、等离子体电源以及沉积室和冷却系统的重新设计与改进,在一定功率下,气体被电离的数量是一定的,沉积面积增大了,单位面积上金刚石膜的沉积速率就会下降,为提高沉积速率,根据新设计的等离子炬允许的能量密度和使用特性,重新设计改进了等离子炬电源,调整电源输出参数,增大了输出电流,降低了输出电压,设计该电源的最大输出功率为30kW(150V,200A),同时为了适应不同沉积参数时功率要求,设计该电源的调节范围,调节范围可达整个最大输出功率的80％,完全满足了沉积金刚石膜的要求,也提高了电源的稳定性。

受到沉积衬底辐射热的影响,致使整体温度升高,过高的温度将会严重影响取物门上密封圈的使用性能,造成漏气,降低设备的真空度,为保证密封圈的正常使用,把取物门设计成取物门为双层石英玻璃组成，双层石英玻璃之间有间隙，间隙与水冷夹层连通,较好地解决了窗口扩大后的密封问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为本实用新型电源电路图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明，如图1、图2所示：本实施例的一种直流等离子体CVD金刚石薄膜涂层制备设备，其包括等离子炬1，所述等离子炬1的中心设置有阴极2，所述阴极2设置在引弧嘴3的内部，阴极2与引弧嘴3之间设置有阳极通道4，阳极通道4上设置有氩气喷嘴5，引弧嘴3的外部周围设置有循环气体通道6，循环气体通道6与阳极通道4连通，等离子炬1的底部设置有阳极喷嘴8，等离子炬1周壁上设置有励磁线圈9，等离子炬1与励磁线圈9之间设置有冷却通道10,阳极喷嘴8与沉积室11连通。

循环气体通道6的出口方向与阳极通道4的出口方向垂直。

所述阳极喷嘴8的直径为106-200mm。

等离子炬1与电源12连接，电源12最大功率为30kW，最大电压150V，最大电流为30A，电源12的输出功率调节范围为最大功率的0-80％。

所述沉积室11的内直径为450-500mm,沉积室11的周壁上设置有水冷夹层13，水冷夹层13的宽度为15-30mm，所述沉积室11上设置有取物门14，取物门14为双层石英玻璃组成，双层石英玻璃之间有间隙，间隙与水冷夹层13连通，取物门14与水冷夹层13之间设置有密封圈15，水冷夹层13的进水口设置有分流器16。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。