[实用新型]一种用于大长径比管材内壁镀膜的脉冲激光沉积装置

说明书

本实用新型涉及一种用于大长径比管材内壁镀膜的脉冲激光沉积装置，所述装置包括：带有靶材(3)的靶座(10)；用于支撑靶座的多根可伸缩支杆；控制靶座沿大长径比管材轴心方向移动的传动装置；用于大长径比管材两端密封的两个密封端，每个密封端设有两个石英窗口(8)；与一个密封端连接的抽真空系统；脉冲激光装置，用于从石英窗口射入激光至靶材表面。本实用新型提供的用于大长径比管材内壁镀膜的脉冲激光沉积装置利用可伸缩支杆和传动装置控制靶座沿大长径比管材轴心方向移动，解决现有技术中靶系统自重过大，移动位置偏离管材轴心导致镀膜效果不稳定的问题，并且通过在一个靶座上安装多种靶材或拼合靶材实现复杂多层复合膜层的制备。

技术领域

本实用新型属于连续镀覆的专用设备技术领域，具体涉及一种用于大长径比管材内壁镀膜的脉冲激光沉积装置。

背景技术

大长径比金属管材被广泛应用于各行各业中，实际使用中，金属管材的使用寿命受化学腐蚀、热腐蚀、摩擦以及氧化等因素影响而大幅缩短。如何对金属管材内表面进行改性提高专用金属管内壁耐磨性、耐腐蚀性、耐热腐蚀性等属于本领域研究的热门课题，而在金属管材内壁镀膜是一种有效的改性方法。

使用电镀法在管材内壁镀膜时，需要使用有毒的化学试剂，且会产生大量的废液。此外，电镀法难以制备具有复杂结构的复合膜层。使用化学气相沉积法在管材内壁镀膜时，由于沉积所需温度一般高于1000℃，此温度高于大多金属材料的使用温度，容易对管材基体自身性能造成破坏。脉冲激光沉积具有沉积速率高、制备周期短、衬底温度要求低、制备的薄膜均匀等优点，展现了巨大优势，但现有脉冲激光沉积方法难以对较长管材内壁镀膜，因此需要开发一种用于大长径比管材内壁镀膜的脉冲激光沉积装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于大长径比管材内壁镀膜的脉冲激光沉积装置，采用该装置在大长径比管材内壁镀膜时具有无污染、灵活性强、可适用不同尺寸管材内壁镀膜的优点，且能制备具有复杂结构的复合膜层。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：

提供一种用于大长径比管材内壁镀膜的脉冲激光沉积装置，所述装置以大长径比管材为脉冲激光沉积腔体，包括：

带有靶材3的靶座10；

用于支撑靶座的多根可伸缩支杆；

控制靶座沿大长径比管材轴心方向移动的传动装置；

用于大长径比管材两端密封的两个密封端，每个密封端设有两个石英窗口8；

与一个密封端连接的抽真空系统；

脉冲激光装置，用于从石英窗口射入激光至靶材表面。

按上述方案，所述靶座上靶材面向石英窗口，并且靶面与靶座的夹角可通过角度调节杆11进行调节。通过调节靶面与靶座的夹角，可以改变羽辉方向。有多个靶材时，分别面向不同的石英窗口。

优选的是，所述靶面与靶座的夹角为10～80°。

按上述方案，所述靶座上靶材的数量为1～4个，脉冲激光装置数量与靶材数量相适。最多可设置4个脉冲激光装置，分别从4个石英窗口射入激光至4个靶材表面。可以根据目标涂层结构成分选择不同成分、结构的靶材，且靶材可为拼合靶材，用于制备具有复杂结构的复合膜层。

优选的是，所述靶座上安装有4个可伸缩支杆，可伸缩支杆一端固定在靶座上(具体位于靶座轴线两侧)，一端安装有可沿大长径比管材内壁移动的耐高温绝缘轮子15。靶座靠4个可伸缩支杆支撑，使靶座保持与大长径比管材同轴，并能沿大长径比管材轴线移动。可伸缩支杆长度可调节，使该装置能用于不同直径的管材镀膜。

按上述方案，所述传动装置包括安装在大长径比管材轴线上的传动带12，以及控制传动带沿大长径比管材轴线水平移动的传动电机14。