用于片材双面沉积涂层的夹具及沉积装置的制作方法

本实用新型涉及涂层沉积辅助设备技术领域，尤其是涉及一种用于片材双面沉积涂层的夹具及沉积装置。

背景技术：

在热丝气相沉积法制备涂层工艺中，例如制备金刚石涂层工艺中，有时需要在片材的双面沉积金刚石薄膜。目前并没有专门针对双面沉积涂层的沉积设备，受限于现有设备的结构，往往一次只能在片材正对热丝和气源的一面沉积上涂层，而另一面由于活性物质无法到达而不能沉积上涂层。

针对这一问题，现有技术一般采取以下手段：

在炉子设计的初期或后期改造使气路丝炉子的结构更适用于片材双面沉积，即上下都进气，虽然这种结构的炉子能够满足片材双面沉积涂层的要求，但这种改造后的炉子一般就只能用作生产双面涂层的片材，不能再去生产只需一面沉积的产品(例如铣刀)，降低了炉子的适用性，而且采用此种方式需要改变炉子现有结构，成本高、复杂不易于实施。

另外一种方式是先沉积一面然后取出翻转片材沉积另一面，这种情况下往往需要重新开炉将片材取出重新装夹，即原位翻转180度。这种方法生产效率较低，将大大地增加生产周期，主要是需要重新抽真空，如果热丝在开炉过程中断裂，则需要重新上丝和碳化。

因此，所期望的是提供一种夹具，能够解决上述问题中的至少一个。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于提供一种用于片材双面沉积涂层的夹具，利用磁电感应力或磁力等作用力在不开炉情况下实现片材的翻转，在不改变炉子现有结构的前提下实现了片材双面涂层的连续沉积，使用该夹具双面沉积涂层效率高、成本低且易于实施。

本实用新型的第二目的在于提供一种沉积装置，包括炉体，上述用于片材双面沉积涂层的夹具的夹具本体位于炉体内，第一驱动件位于炉体外。使用该沉积装置对片材双面进行涂层沉积的效率高，生产周期短。

为解决上述技术问题，本实用新型特采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种用于片材双面沉积涂层的夹具，包括夹具本体和第一驱动件；所述夹具本体包括用于固定片材的固定件以及与所述固定件连接的第二驱动件，所述第二驱动件能够随所述第一驱动件转动，从而带动片材翻转。

优选地，在本实用新型技术方案的基础之上，所述第一驱动件和所述第二驱动件均独立地为磁性件，优选为磁铁，进一步优选为铝镍钴磁铁。

优选地，在本实用新型技术方案的基础之上，所述第一驱动件为磁铁，所述第二驱动件为铁磁金属件；或，所述第一驱动件为铁磁金属件，所述第二驱动件为磁铁。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述夹具本体包括底座、设置于所述底座上并与所述底座垂直的第一支撑杆以及设置于所述第一支撑杆上并与所述底座平行的第二支撑杆；

所述第二支撑杆的一端设置有所述固定件，所述第二支撑杆的另一端设置有所述第二驱动件。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述第一支撑杆远离所述底座的一端设置有承载件，所述承载件包括承载环以及沿所述承载环轴向突出的突出部，所述第二支撑杆穿入所述承载环并放置于所述突出部上。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述突出部包括分别位于所述第二支撑杆两侧的第一端面和第二端面，所述第一端面和所述第二端面位于同一高度上；所述第二支撑杆的外壁设有突出的限位销，使所述第二支撑杆转动后能够搭设于所述第一端面或所述第二端面。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述第一支撑杆包括第一空心管和套设于所述第一空心管内的第一支杆，所述第一空心管的外壁设有第一紧固件，通过所述第一紧固件能够调节所述第一支撑杆的长度；优选地，所述第一紧固件为紧固螺钉。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述第二支撑杆包括第二空心管和套设于所述第二空心管内的第二支杆，所述第二空心管的外壁设有第二紧固件，通过所述第二紧固件能够调节所述第二支撑杆的长度；优选地，所述第二紧固件为紧固螺钉。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述固定件为固定夹，所述固定夹包括上夹板和下夹板，片材位于所述上夹板和所述下夹板之间，所述上夹板和所述下夹板通过第三紧固件紧固；优选地，所述第三紧固件为配套的螺钉和螺母。

第二方面，提供了一种沉积装置，包括炉体，上述用于片材双面沉积涂层的夹具的夹具本体位于炉体内，第一驱动件位于炉体外。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型提供的用于片材双面沉积涂层的夹具包括夹具本体和第一驱动件；夹具本体包括用于固定片材的固定件以及与固定件连接的第二驱动件，第二驱动件能够随第一驱动件转动，从而带动片材翻转。使用时，将片材用固定件固定，夹具本体置于沉积装置炉体内(例如使夹具本体的第二驱动件靠近炉子的观察孔处)，第二驱动件位于沉积装置炉体外，利用电磁感应力或者磁力等作用力使炉外的第一驱动件能够控制炉内的第二驱动件转动，进而第二驱动件带动固定件，从而带动片材实现翻转。

本实用新型的夹具结构简单，在不改变炉体结构、使用过程中不开炉的情况下使炉内的片材翻转，片材的一面沉积涂层后可连续向另一面沉积涂层，省去了重新关炉和开炉的工作，操作简单，提高了生产效率、降低了生产周期以及提高了炉子的使用寿命。使用本实用新型的夹具实现了片材双面涂层的连续沉积，能够更好地满足片材双面沉积涂层的要求，生产效率高、成本低且易于实施。

(2)本实用新型提供的沉积装置，包括炉体，上述用于片材双面沉积涂层的夹具的夹具本体位于炉体内，第一驱动件位于炉体外。鉴于上述用于片材双面沉积涂层的夹具所具有的优势，使得使用本实用新型夹具的沉积装置也同时具有上述夹具的所有优势，使用该沉积装置能够对片材进行双面连续沉积，沉积效率高、生产周期短。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一种实施方式的用于片材双面沉积涂层的夹具的夹具本体的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施方式的用于片材双面沉积涂层的夹具使用状态下的结构示意图；

图3为图1中K处的局部放大图；

图4为本实用新型一种实施方式的用于片材双面沉积涂层的夹具的承载件的结构示意图。

图示：100-夹具本体；110-固定件；111-上夹板；112-下夹板；113-第三紧固件；120-第二驱动件；130-底座；140-第一支撑杆；141-第一空心管；142-第一支杆；143-第一紧固件；150-第二支撑杆；151-限位销；152-第二空心管；153-第二支杆；154-第二紧固件；160-承载件；161-承载环；162-突出部；163-第一端面；164-第二端面；200-第一驱动件；300-观察孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

本实施例提供了一种用于片材双面沉积涂层的夹具，其中图1为本实用新型一种实施方式的用于片材双面沉积涂层的夹具的夹具本体的结构示意图；图2为本实用新型一种实施方式的用于片材双面沉积涂层的夹具使用状态下的结构示意图；图3为图1中K处的局部放大图；图4为本实用新型一种实施方式的用于片材双面沉积涂层的夹具的承载件的结构示意图。如图1-4所示，夹具包括夹具本体100和第一驱动件200；夹具本体100包括用于固定片材的固定件110以及与固定件110连接的第二驱动件120，第二驱动件120能够随第一驱动件200转动，从而带动片材翻转。

目前热丝化学气相沉积工艺中的沉积设备例如顶部进气的热丝化学气相沉积炉无法适用于在片材双面同时沉积涂层(例如金刚石薄膜)，通常需要将一面沉积完毕后，重新打开炉体，翻转片材后继续沉积片材的另一面，这就延长了生产周期，使得这种方式的生产效率较低。

本实施提供了一种夹具，夹具本体100包括固定件110和第二驱动件120。固定件110用于固定被沉积片材，对固定件的结构和形状不作限定，只要能够稳定固定片材即可。这里的片材表示呈片状的被沉积材，对被沉积材的类型不作限定，典型但非限制性的片材例如为降解废水用的电极片。

第二驱动件120连着固定件110，优选中间通过其他部件(例如杆体)连接，对第二驱动件的结构和形状不作限定，通过第二驱动件的转动驱动固定件转动，从而使固定件固定的片材翻转。

本实施的夹具还包括与第二驱动件120配合使用的第一驱动件200，通过第一驱动件200的运动，使第二驱动件120能够随第一驱动件200转动，从而带动片材翻转。

对第一驱动件和第二驱动件的构成不作限定，第二驱动件与第一驱动件之间可以通过电磁感应力或者磁力作用，使第二驱动件120能够随第一驱动件200转动即可。

一种优选的实施方式，第一驱动件为磁铁，第二驱动件为磁铁，在磁力的作用下使第一驱动件能够控制第二驱动件转动。

磁铁的成分是铁、钴、镍等原子，其原子的内部结构比较特殊，本身就具有磁矩。磁铁能够产生磁场，具有吸引铁磁性物质如铁、镍、钴等金属的特性。对磁铁的形状不作限定，优选地，磁铁为铝镍钴磁铁。铝镍钴磁铁磁性能好，居里点温度高，居里点在500-600℃，能够在较高炉温下发挥较好的磁性。

另一种优选的实施方式，第一驱动件为磁铁，第二驱动件为能够被磁铁吸引的铁磁金属件，铁磁金属件是指主要由铁、镍、钴等金属制成，在磁力的作用下使第一驱动件能够控制第二驱动件转动。

再一种优选的实施方式，第二驱动件为磁铁，第一驱动件为能够被磁铁吸引的铁磁金属件，铁磁金属件是指主要由铁、镍、钴等金属制成的金属件，在磁力的作用下使第一驱动件能够控制第二驱动件转动。

使用时，夹具本体置于沉积装置炉体内(典型但非限制性的放置方式例如可以是将夹具本体的第二驱动件靠近炉体的观察孔处放置)，第二驱动件位于沉积装置炉体外，利用电磁感应力或者磁力等作用力使炉外的第一驱动件能够控制炉内的第二驱动件转动，进而第二驱动件带动固定件，从而带动片材实现翻转。

本实用新型夹具结构简单，在不改变炉体结构、使用过程中不开炉的情况下使炉内的片材翻转，片材的一面沉积涂层后可连续向另一面沉积涂层，省去了重新关炉和开炉的工作，操作简单，提高了生产效率、降低了生产周期以及提高了炉子的使用寿命。使用本实用新型的夹具实现了片材双面涂层的连续沉积，能够更好地满足片材双面沉积涂层的要求，生产效率高、成本低且易于实施。

在一种优选的实施方式中，夹具本体100包括底座130、设置于底座130上并与底座130垂直的第一支撑杆140以及设置于第一支撑杆140上并与底座130平行的第二支撑杆150；第二支撑杆150的一端设置有固定件110，第二支撑杆150的另一端设置有第二驱动件120。

底座的设置进一步保证夹具本体整体的稳定性，第一支撑杆和第二支撑杆构成夹具本体骨架，固定件和第二驱动件之间通过第二支撑杆连接，第二支撑杆相当于转轴，当第一驱动件驱动第二驱动件转动，从而带动第二支撑杆转动，进而带动固定件转动，最后使固定件固定的片材翻转。

在一种优选的实施方式中，第一支撑杆140远离底座130的一端设置有承载件160，承载件160包括承载环161以及沿承载环161轴向突出的突出部162，第二支撑杆150穿入承载环161并放置于突出部162上。

承载件用于承载第二支撑杆，承载件包括承载环和突出部，承载环和突出部可以采用一体成型，承载环呈环体结构，对承载环的尺寸不作限定，承载环的环内径可以略大于第二支撑杆的杆体外径，使第二支撑杆能够与承载环配合使用、穿入承载环环体内。突出部是沿承载环的轴向延伸所形成的部分，能进一步更好地承载第二支撑杆，对突出部的尺寸不作限定，优选突出部的截面呈部分的环状，能够与第二支撑杆外周匹配。

在一种优选的实施方式中，突出部162包括分别位于第二支撑杆150两侧的第一端面163和第二端面164，第一端面163和第二端面164位于同一高度上；第二支撑杆150的外壁设有突出的限位销151，使第二支撑杆150转动后能够搭设于第一端面163或第二端面164。

突出部具有第一端面和第二端面，第一端面和第二端面在同一水平线上，并通过第二支撑杆突出的限位销使第二支撑杆转动后当限位销转到第一端面或第二端面位置处第一端面或第二端面能够阻挡限位销继续转动从而第二支撑杆停止转动，通过这种设置能够控制第二支撑杆的转动范围，使第二支撑杆从第一端面处转到第二端面处，正好转动180度，能够使转动更加准确到位，实现准确翻面。

在一种优选的实施方式中，第一支撑杆140包括第一空心管141和套设于第一空心管141内的第一支杆142，第一空心管141的外壁设有第一紧固件143，通过第一紧固件143能够调节第一支撑杆140的长度。

第一支杆能够沿第一空心管内运动，从而调节第一支撑杆的长短，并通过控制紧固件的紧固固定住第一空心管和第一支杆，避免两者发生相对位移。优选地，第一紧固件为紧固螺钉。

在一种优选的实施方式中，第二支撑杆150包括第二空心管152和套设于第二空心管152内的第二支杆153，第二空心管152的外壁设有第二紧固件154，通过第二紧固件154能够调节第二支撑杆150的长度。

第二支杆能够沿第二空心管内运动，从而调节第二支撑杆的长短，并通过控制紧固件的紧固固定住第二空心管和第二支杆，避免两者发生相对位移。优选地，第二紧固件为紧固螺钉。

通过调节第一支撑杆的高度和/或第二支撑杆的长度，能够适应不同尺寸的片材，提高夹具的适应性。

在一种优选的实施方式中，固定件110为固定夹，固定夹包括上夹板111和下夹板112，片材位于上夹板111和下夹板112之间，上夹板111和下夹板112通过第三紧固件113紧固。

通过上夹板和下夹板的夹紧固定对片材进行稳定固定，防止片材在沉积过程发生偏移。优选地，第三紧固件为配套的螺钉和螺母。

实施例二

本实施例提供了一种沉积装置，本实施例是在实施例1基础上的改进，实施例1所描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。

本实施例提供了一种沉积装置，典型但非限制性的例如为热丝化学气相沉积炉，包括炉体，上述用于片材双面沉积涂层的夹具的夹具本体100位于炉体内，第一驱动件200位于炉体外。

一种优选的实施方式，夹具本体100放置于炉体内，第二驱动件120靠近炉体的观察孔300处，第一驱动件200位于炉体外，使用时用第二驱动件靠近观察孔处并在观察孔处移动，在电磁感应力或者磁力等作用力的相互作用下控制炉内的第二驱动件转动，进而第二驱动件带动固定件，从而带动片材实现翻转。

鉴于上述用于片材双面沉积涂层的夹具所具有的优势，使得使用本实用新型夹具的沉积装置也同时具有上述夹具的所有优势，使用该沉积装置能够对片材进行双面连续沉积，沉积效率高、生产周期短。

最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的范围。