[发明专利]一种常压等离子增强的镀膜装置

说明书

本发明公开了一种常压等离子增强的镀膜装置，镀膜装置包括壳体、电源、激励线缆、气体输入管、喷枪、药液罐、注液泵、注液管，喷枪设置在壳体内底部，药液罐、注液泵设置在壳体内，注液管依次将药液罐、注液泵、喷枪顶部连接在一起，喷枪包括枪筒、第一电极和第二电极，第一电极设置在枪筒内顶部侧壁上，第二电极设置在枪筒内顶部中央，第二电极中央设沿枪筒轴线的通孔，枪筒底部带有减缩段，枪筒内第一电极、第二电极之间的夹层区域为电离腔，枪筒底部减缩段为喷射腔，枪筒内电离腔、喷射腔之间区域为混合腔，气体输入管从外部插入壳体内并连接到电离腔顶部壁面，注液管连接至第二电极内通孔的顶部，激励线缆分别连接电源和第一、二电极。

技术领域

本发明涉及离子镀膜技术领域，具体为一种常压等离子增强的镀膜装置。

背景技术

离子镀是在真空蒸发镀和溅射镀膜的基础上发展起来的一种镀膜新技术，将各种气体放电方式引入到气相沉积领域，整个气相沉积过程都是在等离子体中进行的。离子镀大大提高了膜层粒子能量，可以获得更优异性能的膜层，扩大了“薄膜”的应用领域，是一项发展迅速、受人青睐的新技术；

市面上现有的镀膜系统，基本上是以真空腔体为主，达到镀膜的目的，这种方式，镀膜时间长，气体和药液的耗费量大，难以控制生产成本，少数用的是常压等离子镀膜方式，但镀膜效果不好，均匀度比较差，镀膜过程中使用功率较高且无法实时监控，温度及流量导致成本的浪费。

并且，现有技术中的镀膜装置，由于喷枪内等离子体运动路径较短，工业气体自身的等离子化并不均匀，更会导致药液无法被充分电离化，喷枪喷射出去的等离子流中仍含有一些雾滴状态的药液，这部分药液直接喷洒在工件表面影响成膜质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种常压等离子增强的镀膜装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种常压等离子增强的镀膜装置，镀膜装置包括壳体、电源、激励线缆、气体输入管、喷枪、药液罐、注液泵、注液管，喷枪设置在壳体内底部，药液罐、注液泵设置在壳体内，注液管依次将药液罐、注液泵、喷枪顶部连接在一起，喷枪包括枪筒、第一电极和第二电极，第一电极设置在枪筒内顶部侧壁上，第二电极设置在枪筒内顶部中央，第二电极中央设沿枪筒轴线的通孔，枪筒底部带有减缩段，枪筒内第一电极、第二电极之间的夹层区域为电离腔，枪筒底部减缩段为喷射腔，枪筒内电离腔、喷射腔之间区域为混合腔，气体输入管从外部插入壳体内并连接到电离腔顶部壁面，注液管连接至第二电极内通孔的顶部，激励线缆分别连接电源和第一电极、第二电极。

电源为第一电极、第二电极提供能量，从气体输入管注入电离腔的工业气体在此位置进行电离，等离子体向前运动，药液被注液泵从药液罐汲取并通过注液管注入第二电极的中央位置，然后从底部喷出雾化，在混合腔起始位置处于等离子体相混合，以等离子体的能量将药液离子化，新生成的等离子混合物从喷射腔射出喷枪外，在前方目标位置处聚合生成大分子膜状物，完成镀膜过程，以等离子体包裹雾化的药液并直接进行射流输送，不再需要构造真空腔来完成镀膜药液的雾化过程，节省镀膜时间。

进一步的，镀膜装置还包括水冷系统和水冷管，水冷系统为水冷管提供冷水，水冷管延伸并裹绕喷枪的端部。喷枪端部在使用过程中会与大量等离子体进行接触，而等离子体为高温状态，需要对喷枪端部进行冷却以保持工作性能。

进一步的，注液管在注液泵和第二电极之间的管段从枪筒端部经过并缠绕枪筒端部外表面。注液管即将进入喷枪的一段先从枪筒端部绕转，可以从枪筒端部吸收一定热量用来加热其内的药液，药液先行提升温度后再进入混合腔内进行电离可以节省电离时间，缩短混合腔的所需长度。

进一步的，药液罐内设有液位传感器。液位传感器检测药液量，防止无药液地喷射等离子往工件表面引起损伤以及浪费激发等离子体时使用的能量。

进一步的，镀膜装置还包括磁极，磁极设置在混合腔侧壁上，磁极对混合腔内施加垂直于枪筒轴线的磁场。