专利名称：一种组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种物理气相沉积技术，具体涉及一种在生产连续带状多孔质金属过程中，采用组合式物理气相沉积技术，对有孔质带材进行连续导电化处理的方法及设备。
背景技术：
通常，把真空条件下的蒸发镀、溅射镀、离子镀称为物理气相沉积(Physical Vapor Deposition)技术，简称PVD。蒸发镀包括电阻加热蒸发镀、电子束蒸发镀、激光蒸发镀、离子束蒸发镀、感应蒸发镀、空心阴极等离子电子束蒸发镀、热阴极等离子电子束蒸发镀、电弧蒸发镀等。溅射镀包括直流二级溅射镀、不对称交流溅射镀、偏压溅射镀、三级溅射镀、离子束溅射镀、射频溅射镀、磁控溅射镀等。而在蒸发镀的条件下，如果在待镀基材上增加一个负偏压即成为离子镀。
在此之前，除本发明之外还有其它方法用于对有机多孔质带材进行连续导电化处理，如化学镀镍法、涂覆导电胶法、羰基镍沉积镍一步法、以及采用单一PVD技术的磁控溅射法或真空蒸镀法等。
多孔质金属是一种新型的工程材料，由于具有多孔的三维网状结构，比表面大、抗拉强度和柔韧性好、孔隙率高、通透性强、重量轻、能量吸收性佳，用途十分广泛。目前世界上广泛用作镍氢、镍镉电池电极基板的材料—泡沫镍，因用非金属材料聚氨酯海绵(包括聚酯和聚醚海绵，又称泡沫或海绵)作模芯，电铸金属镍成型而得名。泡沫镍的制造技术主要包括模芯导电化、电沉积(又称电铸或电镀)、热处理三部分。其中模芯导电化又分为化学镀镍法、涂覆导电胶法、羰基镍沉积镍一步法以及采用单一的磁控溅射法或真空蒸镀法等。上述工艺各有利弊。从80年代末至今，陆续为世界上几家规模化生产泡沫镍的企业采用。其中日本的住友公司、片山公司、中国长沙力元公司、中国沈阳金昌普公司、美国原RETEC公司采用化学镀镍法和/或涂覆导电胶法工艺；法国原NITEC公司采用磁控溅射法工艺；加拿大INCO公司利用自身的镍生产技术，采用了与上述技术路线完全不同的泡沫镍生产工艺及设备，包括导电化处理方式，即羰基镍沉积镍一步法。
化学镀镍法工艺成熟、生产设备投资较小、产品质量稳定且均匀性好、较厚和孔径很小的聚氨酯海绵导电化处理效果好；但须投入较大的环保费用，且泡沫镍中含少量的磷。涂覆导电胶法工艺简单、生产设备投资小、对环境友好、泡沫镍中不含磷；但产品均匀性差、含碳量较高、较厚和孔径较小的海绵导电化处理效果差，因此不宜制造厚而孔径小的泡沫镍。PVD技术处理聚氨酯海绵不如化学镀镍法的镀层厚，产品质量和均匀性PVD法略低于化学镀镍法、PVD法不宜处理较厚和孔径很小的海绵。但是PVD工艺对环境友好、基本无环保费用，泡沫镍中不含磷、不含碳，材料的物理性能优异。因此具有良好的应用前景。
PVD技术中的磁控溅射和电弧蒸发镀也各有优缺点，磁控溅射虽然有低温溅射沉积、膜层颗粒细腻、有机多孔体升温不高等优点，但是仍然存在着沉积速率较低、生产成本较高、聚氨酯海绵易老化而使抗拉强度降低等缺陷，单一的磁控溅射工艺，因受溅射时间不宜过长的限制，对海绵的镀透性较差，单位面积上沉积镍量较低，即使低走速的电沉积生产线，也不易直接匹配连续作业。磁控溅射之后，尚须在另外的预镀设备上作辅助处理，才能顺利进入电沉积生产线。而对于高走速的电沉积生产线，预镀更是必不可少。单一的电弧蒸发镀虽然沉积速率较高，但是金属颗粒较大，镀膜常常不均匀，且阴极弧斑粒子易灼伤海绵。
与本发明接近的国内技术是吉林大学的《一种海绵泡沫镍的制备方法》发明专利，专利号ZL95102640.2；长春信息技术发展有限责任公司的实用新型专利《真空磁控溅射泡沫金属化机》，专利号ZL00212809.8；夏正勋的实用新型专利《磁控溅射泡沫镍卷绕镀膜机》，专利号ZL00246953.7.1等。上述专利均属于用一般的、简单的磁控溅射方法对海绵镀镍作导电化处理，与后续的电沉积工序匹配性不好。这是由于一方面海绵是三维复杂表面，均镀性较差，磁控溅射时间短，上镍量低，当电沉积走带速度≥0.2m/min，镍在海绵上的沉积就很难作到连续均匀；另一方面海绵又受到热幅射、粒子入射轰击、镍粒子凝聚热等对海绵强度的不良影响，溅射时间不宜过长，否则，海绵的抗拉强度将显著降低。因此，采用单一的、简单的磁控溅射技术，较难直接实现有效的连续带状海绵泡沫镍的规模化生产。
与本发明接近的另一项国内技术是沈阳金昌普新材料股份有限公司的《一种生产多孔海绵类金属的设备和工艺》发明专利，申请号01128040.9，公开号CN1341773A。该发明也是一种单一的磁控溅射设备和工艺，用于聚氨酯海绵的导电化处理，作为生产海绵类金属的一个工序。发明中涉及的真空设备的壳体，与壳体相连的抽真空系统，装运卷式带材的推拉式小车，两列平行安装的磁控溅射阴极靶，以及由伺服电机或步进电机拖动的收放料牵引辊、过渡辊、压力辊、线速度传感器、以及溅射电源所选择的工艺参数，如镀膜功率、电压等均为常规磁控溅射卷绕式镀膜机的组合技术。以该设备和工艺镀镍的聚氨酯海绵达不到高速电沉积镍设备所要求的镍层厚度和均匀性。所谓高速电沉积镍设备，是指发明专利权人钟发平的专利《连续化带状泡沫镍整体电镀槽》，专利授权公告号CN2337160Y，授权公告日1999年9月8日。
其它相关专利，还有深圳市坦达尼真空表面技术有限公司的发明专利《有机泡沫导电化处理的真空蒸镀法及设备》(发明专利申请号01119666.1，公开号CN1327081A)。该发明也因存在上述单一PVD技术的缺点而未达到规模化生产的程度。与本发明最为接近的国外发明专利之一是1986年法国人在日本申请的专利，专利号昭61-76686；其本土专利号为EP0151064B1。该专利名称为；《多孔质金属构造物的制造方法》，其技术特征涉及下述内容①是一种用于制造镍电极或镉电极的多孔金属骨架材料的方法。其制造方法包括基板模芯的导电化、电沉积、热处理。模芯可以是毡、织物、海绵。导电化方法为真空阴极溅射或离子镀。②在电沉积和导电化之间还包括一个化学镀铜或化学镀镍的中间步骤。③其导电化处理可以是沉积铜或镍，沉积厚度为0.05-1微米，导电化化处理可以是先以铜作底层。此外，还有原法国NITEC公司1989年11月21日在美国申请的专利，美国专利号4,882,232。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决对有机多孔质带材料进行连续导电化处理的现有技术中存在的问题诸如，化学镀镍法须投入较大环保费用，，且泡沫镍中含少量的磷，涂覆导电胶法产品均匀性差、含碳量较高、较厚和孔径较的海绵导电化处理效果差，单一PVD技术的磁控溅射沉积速率低、成本高、聚氯酯海绵易老化、镀透性较差，单一的电弧蒸发镀膜金属颗粒较大、镀膜不均匀、易灼伤海绵、而本发明旨在提供一种克服单一技术存在的上述缺点、达到均匀镀覆金属、实现双面连续带状海绵导电化目的的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的方法及设备。
本发明采用的技术方案是在卷绕式真空镀膜机内，采用磁控溅射镀、蒸发镀、离子镀三者相组合或其中任意两者相组合的组合式物理气相沉积方法对有机多孔质带材进行连续导电化处理。
本发明上述方法的设备为卷绕式真空镀膜机，两端分别为收卷室和放卷室，收卷室内安装有收卷滚子，放卷室内安装有放卷滚子，收卷室和放卷室之间连接安装有磁控镀膜室、电弧蒸镀室或者磁控镀膜室、电弧离子镀膜室以及隔板、冷套、预处理室、导向辊、测量辊、磁控溅射室内安装有磁控靶，电弧蒸镀室和电弧离子镀膜室内安装有电弧蒸发靶。
木发明所述的“有机多孔质带材”，包括平均孔径≤2mm的单层或多层无纺布、聚氨酯海绵(包括聚酯或聚醚型)、棉布或化纤织物、毡、纤维网等。特别涉及聚氨酯海绵，并且幅宽为0.3-1.5m以上，长度30-300m。
本发明所述“镀覆的金属”，包括镍、铜、锡、锌、铝、钛、银、金等；或上述金属的复合镀层，例如，以其中的一种金属作底层再镀覆另一种金属。特别涉及在聚氨酯海绵上镀覆金属镍、铜、银、锡和以铝为底层的复合镀层。本发明所述的“组合式PVD技术”，特别涉及电弧蒸发镀与磁控溅射镀组合的技术，电弧离子镀与磁控溅射镀组合的技术。
本发明所述“双面均匀高速率镀覆金属”是指在有机多孔质带材上一次性双面镀覆金属，特别涉及聚氨酯海绵镀镍的一次性双面镀复，上镍量≥4g/m2，均镀性好，并且可直接与高速(≥0.6m/min)走带的电沉积生产线联动作业，即在PVD与电沉积之间不经任何化学和/或电化学处理”
本发明所述是指整体设备的主机部分。主机部分包括放卷室、收卷室、镀膜室、控制柜。除主机外，整体设备还包括抽真空系统、冷却系统、电源系统等配套部分。主机部分作为组合式PVD技术的实例之一，特别涉及由电弧蒸发镀膜室、磁控溅射镀膜室、放卷室、收卷室的组合结构，如图1。该技术的特征是磁控镀膜室4和电弧镀膜室6的两侧各配置有8组以上的磁控溅射靶5和若干组电弧蒸发靶7，上下靶中间用垂直于靶面的冷却水套9相隔，形成若干个镀膜区间，避免热量累积，可及时将各区间产生的热量带走。有效改善了聚氨酯海绵因镀覆时间长和溅射室温度过高而造成的海绵老化、抗拉强度降低的状况。聚氨酯海绵从镀膜室的中间通过，连续接受磁控溅射靶材和电弧蒸发靶材的粒子沉积而形成金属导电膜。由于采用了微张力收放卷装置和立式主体设计，使海绵镀覆金属后的拉伸状态可以控制在原材料海绵的状态。
本发明所述“设备”，还特别涉及新型磁控镶嵌靶的结构设计。该设计既提高了靶材利用率和沉积速率；又方便换靶，节省了换靶的时间。如图2为新型磁控镶嵌靶结构图，靶板1通过中间压条4和边压条7固定在隔板2上，在靶板刻蚀到需要更换的程度时，只要将压条松开，更换相同规格的靶板即可。
本发明所述“制备方法及设备”还特别涉及下述技术电弧源的引燃方法，可采用的一种方法是间隙触发，即通过向一辅助触发极提供电流脉冲使其导通，从而引燃主电极之间的电弧；另一种方法是机械触发，即依靠引弧电极与阴极表面瞬间的接触与拉开来实现引燃。
磁控溅射镀膜和电弧蒸发镀膜的排列方式，可以是两种镀膜方式相间排列，也可以是一种镀膜方式连续排列后再将二者组合。
电弧蒸发源的阴极材料可制成圆柱体块状，也可以为平面矩形的板状；磁控溅射镀膜的阴极溅射材料可制成圆形平面或矩形平面或圆柱形；可采用直流溅射，也可采用射频溅射。
本发明和现有技术及已有专利相比，具有如下新颖性、创造性、实用性1.组合式PVD与后续电沉积工序有很好的匹配性。采用组合式PVD技术导电化处理之后，可直接进入快速走带的电沉积工序。而一般磁控溅射镀，必须以电沉积或化学镀作预镀处理，才能进入高速电沉积工序。本发明使聚酯海绵的导电化处理可在PVD设备中一次性完成，简化了生产过程，避免了因电沉积或化学镀作预镀处理而带耒的工业废水问题。
2.组合PVD技术与单一的磁控溅射镀相比(例如专利ZL95102640.2)，其沉积速率可提高3～5倍左右。尤其是有机多孔质带材为聚氨酯海绵时，采用单一的蒸发镀技术有可能使海绵受到灼伤；采用单一的磁控溅射技术，由于海绵形状复杂，镀透性较差，沉积速率低、无法与导电化处理的后续工序—电沉积的高速走带设备匹配联动。因而单一的PVD技术生产效率较低、产品质量难保证。
3.在电弧蒸发源上安装了磁过滤装置，使蒸发粒子灼伤海绵的弊端得到了有效的克服。
4.每个相对独立的镀膜室之间采用了高效的冷却系统，保证海绵在镀膜过程中不致因热效应的影响，逸出小分子有机气体，影响镀膜过程的顺利进行和导致海棉物理化学性能的改变。聚氨酯海绵是高分子化合物，在PVD过程中极易产生放气、键断裂、老化、灼伤等弊端。本发明设计了上下靶中间用垂直于靶面的冷却水套9相隔，形成若干个镀膜区间，避免热量积聚，将各区间产生的热量隔离并及时带走，从而有效地改善了聚氨酯海绵因镀覆时间长和镀膜室温度过高而造成的海绵老化、抗拉强度降低的状况。
镀膜时带材行走速度可由30-60cm/min秒(例如专利ZL95102640.2)提高至200cm/min以上，而海绵的抗拉强度仍保持良好。每平方米镀覆的金属镍由1克以下(例如专利ZL95102640.2)，提高至4克以上，从而改善了海绵的镀透性，保证了导电化处理后的海绵在高速走带电沉积工序中的直接匹配运行。无须采用单磁控溅射镀必须对海绵进行的粗化预处理(例如专利ZL95102640.2)；也无须在单一磁控溅射之后，增加一道预镀工序，藉此与高速走带的电沉积工序相匹配。
5.与专利ZL95102640.2的特征“可以制备大块的海绵状泡沫镍，每块面积可达1m2以上”不同，由于本专利采用了PVD的组合技术和微张力传动装置，使聚酯海绵的导电化处理过程能够宽幅度连续化进行。幅宽为0.3-1.5m以上整卷长度可达30～300m。生产的泡沫镍为连续带状，每卷面积可达150m2以上，而不是块状。
6.本专利涉及的“有机多孔体带材”，包括平均孔径≤2mm的无纺布、聚酯或聚醚型聚氨酯海绵、棉布或化纤织物、毡、纤维网等。采用组合PVD法镀覆的金属，包括镍、铜、锡、锌、铝、钛、银、金或上二述金属的复合镀层，例如，以其中的一种金属作底层再镀覆另一种金属等。
7.本专利采用新型磁控镶嵌靶提高靶材利用率和沉积速率。图2为新型磁控镶嵌靶结构图，靶板1通过中间压条4和边压条7固定在隔板2上，在靶板刻蚀到需要更换的程度时，只要将压条松开，更换相同规格的靶板即可，既提高了靶材利用率，又节省了换靶的时间。磁控靶的功率取决于靶冷却的效果。在图2中，通过水管10提供大流量冷却水，达到理想的冷却效果。
8.采用微张力传动系统，保证海绵的孔不变形，走速均匀。
9.采用组合PVD技术对有机多孔质材料作导电化处理的工艺流程如下有机多孔质带材→放卷→导向辊→预处理→组合式PVD镀膜→测量辊→收卷。整个过程均在真空状态下进行。图1为采用组合PVD技术的应用实例之一，其主体设备结构原理如图。图1中收(放)卷室1与收(放)卷滚子2既可作收卷也可作放卷，采用不同的走带方向时磁控镀膜室4的位置要作上下调整；测量辊3对海绵作工艺控制测量，如长度计量；磁控镀膜室4，完成磁控溅射作业；磁控靶5提供待镀覆的金属；电弧镀膜室6完成电弧蒸镀作业；电弧靶7提供待镀金属；隔板8将磁控溅射室4和电弧蒸发镀膜室6分开；冷却水套9主要用于降低镀膜室温度；预处理室10对有特殊有求的泡沫金属，如表面状态，作特殊预处理；导向辊11防止带材走偏；流脉冲使其导通，从而引燃主电极之间的电弧；另一种是机械触发，即靠引弧电极与阴极表面瞬间的接触与拉开来实现。在电弧蒸镀室中，金属引针以脉冲电流引发弧光放电后，弧光辉点在阴极表面上激烈地、无规则地运动，同时放射出大量的阴极材料粒子和离子，在电场的作用下沉积到海绵上。磁控溅射镀膜室和电弧蒸发镀膜室可以相间排列，也可以各自连续排列再组合。电弧蒸发源的阴极材料可制成圆柱体块状，也可以是平面矩形的板状；磁控溅射镀膜的阴极溅射材料可制成圆形平面或矩形平面或圆柱形，可直流溅射，也可射频溅射。
本发明对环境友好，生产的多孔质连续金属带材、泡沫金属无磷无碳，镀膜均匀、细腻，镀透性好、结合力和抗拉强度强。金属沉积速率高、靶材利用率高、可连续作业。是电沉积法生产多孔体金属带材理想的导电化前处理工序。
采用本发明制造的多孔体金属带材除用作镍氢、镍镉电池极板的基板外，还用于制造防止电磁波和射频波干扰的多孔质金属材料；高温过滤介质多孔质金属材料；优良导电、导热多孔质金属材料。
图1为本发明实施例示意2为图1中磁控靶新结构示意图
具体实施例方式
实施例参见图1，1-收(放)卷室，2-收(放)卷滚子，3-测量辊，4-磁控镀膜室，5-磁控靶，6-电弧蒸镀室 7-电弧蒸发靶，8-隔板，9-冷水套，10-预处理室，11-导向辊，12-放(收)卷室，13-放(收)卷滚子。
本发明将蒸发镀、溅射镀、离子镀中上述的某一种方法分别进行组合，例如电弧蒸发镀和磁控溅射镀组合，电弧离子镀和磁控溅射镀组合，形成特定的制备方法和设备。这类PVD技术因不同于通常采用的单一形式的PVD技术，故称PVD组合式技术。本发明特别涉及电弧蒸发镀和磁控溅射镀组合的技术，电弧离子镀和磁控溅射镀组合的技术用于聚氨酯海绵镀覆金属镍，作为泡沫镍生产过程中的一个前处理工序，即聚酯海绵的导电化处理工序。
本发明特别涉及用于制造新型二次电池，如镍氢、镍镉电池的正极和/或负极基板泡沫镍材料时的一个生产工序，即对有机多孔质连续带材，例如聚氨酯海绵作导电化处理的一种方法及设备。本专利将以多孔体金属—泡沫镍作为重点内容加以说明。为了生产连续带状多孔质金属材料，在对有机多孔质带材进行连续导电化处理工序之后，还须经过电沉积、热处理两个主要工序。除上述电池极板用基板材料泡沫镍外，本专利还将涉及采用上述“导电化处理—电沉积—热处理”工艺过程，制造用于防止电磁波和射频波干扰的多孔质金属基材；高温过滤介质多孔体金属；优良导电、导热多孔质金属时，对有机多孔质带材进行导电化处理的制备方法及设备。
本发明的基本特征在卷绕式真空镀膜机内，采用磁控溅射镀、蒸发镀、离子镀相组合的PVD技术(特别涉及磁控溅射镀和电弧蒸发镀相结合的技术，磁控溅射镀和电弧离子镀相组合的技术)达到均匀镀覆金属、实现双面连续带状海绵导电化的目的。采用组合式PVD技术，可以解决现有单一技术存在的上述缺点。使海绵在PVD过程中，既达到了顺利进行后续工序一电沉积所需要的“上镍量”要求，又不致于因处理时间过长而使海绵的强度受到影响。因此，上述组合PVD技术成为规模化生产泡沫金属镍过程中，对聚氨酯海绵进行PVD导电化处理的比较完善的方法。
本发明的应用实例之一，磁控溅射镀和电弧蒸发镀相组合的设备原理，见图1本发明设备是指整体设备的主机部分。主机部分包括放卷室、收卷室、镀膜室、控制柜。除主机外，整体设备还包括抽真空系统、冷却系统、电源系统等配套部分。主机部分作为组合式PVD技术的实例之一，特别涉及由电弧蒸发镀膜室、磁控溅射镀膜室、放卷室、收卷室的组合结构，如图1。该技术的特征是磁控镀膜室4和电弧镀膜室6的两侧各配置有8组以上的磁控溅射靶5和若干组电弧蒸发靶7，上下靶中间用垂直于靶面的冷却水套9相隔，形成若干个镀膜区间，避免热量累积，可及时将各区间产生的热量带走。有效改善了聚氨酯海绵因镀覆时间长和溅射室温度过高而造成的海绵老化、抗拉强度降低的状况。聚氨酯海绵从镀膜室的中间通过，连续接受磁控溅射靶材和电弧蒸发靶材的粒子沉积而形成金属导电膜。由于采用了微张力收放卷装置和立式主体设计，使海绵镀覆金属后的拉伸状态可以控制在原材料海绵的状态。
参见图2磁控嵌靶的结构剖视图，图中14-靶板，15-隔板，16-中间磁铁，17-中间压条，18-极靴，19-边磁铁，20-边压条，21-靶框，22-靶底板，23-水管，24-O形密封圈。
本发明设备，还特别涉及新型磁控镶嵌靶的结构设计。该设计既提高了靶材利用率和沉积速率；又方便换靶，节省了换靶的时间。图2新型磁控镶嵌靶结构图中，靶板1通过中间压条4和边压条7固定在隔板2上，在靶板刻蚀到需要更换的程度时，只要将压条松开，更换相同规格的靶板即可。
这种新型磁控嵌靶的结构设计。既提高了靶材利用率和沉积速率；又方便换靶；电弧源的引燃方法；磁控溅射镀膜和电弧蒸发镀膜的排列方法；可采用溅射方式；聚氨酯海海绵镀镍的一次性双面镀复，上镍量≥4g/m2，均镀性好，并且可直接与高速(≥0.6min)走带的电沉积生产线联动作业，即在PVD与电沉积之间不经任何化学和/或电化学处理“；在电弧蒸发源上安装了磁过滤装置；以及镀膜室的水冷结构。
权利要求
1.一种组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的方法，其特征在于在卷绕式真空镀膜机内，采用磁控溅射镀、蒸发镀、离子镀三者相组合或其中任意两者相组合的组合式物理气相沉积方法对有机多孔质带材进行连续导电化处理。
2.根据权利要求1所述的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的设备，其特征在于设备为卷绕式真空镀膜机，两端分别为收卷室和放卷室，收卷室内安装有收卷滚子，放卷室内安装有放卷滚子，收卷室和放卷室之间连接安装有磁控镀膜室、电弧蒸镀室或者磁控镀膜室、电弧离子镀膜室以及隔板、冷套、预处理室、导向辊、测量辊、磁控溅射室内安装有磁控靶，电弧蒸镀室和电弧离子镀膜室内安装有电弧蒸发靶。
3.根据权利要求1所述的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的设备，其特征在于所述的“有机多孔质带材”，包括平均孔径≤2mm的单层或多层无纺布、聚氨酯海绵、棉布或化纤织物、毡、纤维网等。特别涉及聚氨酯海绵，并且幅宽为0.3-1.5m以上，长度30-300m。
4.根据权利要求1所述的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的设备，其特征在于本发明镀覆的金属，包括镍、铜、锡、锌、铝、钛、银、金等；或上述金属的复合镀层，即以其中的一种金属作底层再镀覆另一种金属。特别涉及在聚氨酯海绵上镀覆金属镍、铜、银、锡和以铝为底层的复合镀层。
5. 根据权利要求1所述的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的设备，其特征在于所述的“组合式物理气相沉积技术”，特别涉及电弧蒸发镀与磁控溅射镀组合的技术，电弧离子镀与磁控溅射镀组合的技术。
6.根据权利要求1所述的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的设备，其特征在于在有机多孔质带材双面均匀高速率镀覆金属，即在有机多孔质带材上一次性双面镀覆金属，特别涉及聚氨酯海绵镀镍的一次性双面镀复，上镍量≥4g/m2，均镀性好，并且可直接与高速(＞0.6m/min)走带的电沉积生产线联动作业，在PVD与电沉积之间不经任何化学和/或电化学处理”
7.根据权利要求2所述的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的设备，其特征在于所述的卷绕式真空镀膜机采用立式主体设计和微张力收是指整体设备的主机部分。主机部分包括放卷室、收卷室、镀膜室、控制柜，除主机外，整体设备还包括抽真空系统、冷却系统、电源系统等配套部分，主机部分作为组合式PVD技术的实例之一，特别涉及由电弧蒸发镀膜室、磁控溅射镀膜室、放卷室、收卷室的组合结构，该结构的特征是磁控镀膜室和电弧镀膜室的两侧各配置有8组以上的磁控溅射靶和若干组电弧蒸发靶，上下靶中间用垂直于靶面的冷却水套9相隔，形成若干个镀膜区间，聚氨酯海绵从镀膜室的中间通过，连续接受磁控溅射靶材和电弧蒸发靶材的粒子沉积而形成金属导电膜。
8.根据权利要求1或2所述的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的方法及设备，其特征在于所述“设备”，还特别涉及新型磁控镶嵌靶的结构设计。靶板通过中间压条和边压条固定在隔板上，在靶板刻蚀到需要更换的程度时，只要将压条松开，可更换相同规格的靶板。
9.根据权利要求1所述的组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的方法及设备，其特征在于本发明中所述“制备方法及相关设备”还特别涉及下述技术；电弧源的引燃方法，可采用的一种方法是间隙触发，即通过向一辅助触发极提供电流脉冲使其导通，从而引燃主电极之间的电弧；另一种方法是机械触发，即依靠引弧电极与阴极表面瞬间的接触与拉开来实现引燃；磁控溅射镀膜和电弧蒸发镀膜的排列方式，可以是两种镀膜方式相间排列，也可以是一种镀膜方式连续排列后再将二者组合；电弧蒸发源的阴极材料可制成圆柱体块状，也可以为平面矩形的板状；磁控溅射镀膜的阴极溅射材料可制成圆形平面或矩形平面或圆柱形；可采用直流溅射，也可采用射频溅射。
全文摘要
一种组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的方法及设备，其主要特征是，在卷绕式真空镀膜机内，将蒸发器、溅射镀、离子镀中的某一种方法分别进行组合。特别涉及电弧蒸发镀和磁控溅射镀组合、电弧离子镀和磁控溅射镀相组合的方法，其设备卷绕式真空镀膜机包括收(放)卷室、收(放)卷滚子、测量辊、磁控镀膜室、磁控靶、电弧蒸发镀室、电弧蒸发靶、隔板、冷水套、预处理室、导向辊、放(收)卷室、放(收)卷滚子。本发明设计合理，导电化处理效果好，克服了现有单一技术的缺陷，技术性能优良。
文档编号H01M4/66GK1397654SQ0211415
公开日2003年2月19日 申请日期2002年5月27日 优先权日2002年5月27日
发明者钟发平, 胡显奇, 陶维正, 盛钢, 汤义武, 梁汾生, 张灿中, 贺持缓, 谢红雨 申请人:长沙力元新材料股份有限公司