一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜夹持装置的制作方法

本发明属于圆棒试样镀膜领域，具体涉及一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜夹持装置。

背景技术：

目前，各式各样的具有优秀力学性能的薄膜在石油、化工、制药等生产领域具有广泛的应用前景。在实验室制备薄膜并进行力学性能测试之前，薄膜需要先镀在合适的基体上。磁控溅射仪是一种十分先进且技术成熟的镀膜仪器，适用于制备金属、无机物甚至高分子薄膜。已经广泛应用在金属强化膜、半导体太阳能薄膜、磁性器件薄膜甚至陶瓷薄膜等领域。通过磁控溅射镀膜，成膜速度快，薄膜质量高，膜-基结合力强，薄膜成分、结构均匀。但是磁控溅射仪自带的系统一般只适用于具有平面的板块状基体试样镀膜，对于曲面的圆棒试样并不适用，由于存在阴影效应，镀上的膜将会厚度不均匀，这会对后续的力学性能试验造成很严重的影响。而圆棒状试样凭借其自身的优点被广泛的应用于高温蠕变试验、蠕变疲劳试验等一些力学性能试验中，而板块状试样并不适用于这些试验。因此，如何开发一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样夹持装置，能够使得磁控溅射仪均匀的给圆棒试样镀膜已经成为影响具有优秀力学性能的薄膜研发领域的关键性难题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜夹持装置，以使得磁控溅射仪可以给带有曲面的圆棒试样进行镀膜。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜装置，包括试样台固定装置和圆棒试样夹持装置；所述圆棒试样夹持装置通过试样台固定装置固定连接在磁控溅射仪试样台的下部；所述圆棒试样夹持装置包括l型固定座、第一电机、第一螺纹套筒、固定座、第二螺纹套筒、第一轴承和第二轴承；所述l型固定座上设有第一电机，第一电机的输出轴与第一螺纹套筒固定连接，第一螺纹套筒穿过l型固定座并通过第二轴承与l型固定座活动连接；所述第二螺纹套筒穿过固定座并通过第一轴承与固定座活动连接；所述l型固定座和固定座分别与试样台固定装置固定连接。

所述的一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜装置，所述试样台固定装置包括第一固定板、第二固定板、第一螺钉、第一螺母、第三固定板、第二螺钉和第二螺母，所述第一固定板的一端与第二固定板通过第一螺钉和第一螺母的螺纹连接固定于磁控溅射仪试样台上；所述第一固定板的另一端与第三固定板通过第二螺钉与第二螺母的螺纹连接固定于磁控溅射仪试样台上；所述第一固定板的上表面与磁控溅射仪试样台的下表面紧密贴合；所述l型固定座和固定座分别与第一固定板固定连接。

所述的一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜装置，其特征在于，所述第一固定板的上表面与磁控溅射仪试样台的下表面紧密贴合。

所述的一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜装置，所述第一螺纹套筒与第二螺纹套筒的开口相互对应，并与两端绞有螺纹的圆棒试样相互配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明设计巧妙，结构合理，自动化程度高。在磁控溅射仪中应用本装置给圆棒试样镀膜，可以保证薄膜的厚度在圆棒试样曲面上的均匀性，同时也能保证了测量的薄膜与圆棒试样具有良好的结合力，对非晶薄膜的研究领域具有重要的意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-第一电机，2-第一螺纹套筒，3-第一螺母，4-第一固定板，5-第一螺钉，6-第二固定板，7-磁控溅射仪试样台，8-磁控溅射仪密封法兰，9-磁控溅射仪密封盖，10-第二电机，11-第一传动杆，12-第三固定板，13-第二螺钉，14-第二螺母，15-磁控溅射仪腔体，16-第一轴承，17-第二螺纹套筒，18-固定座，19-圆棒试样，20-第一靶材，21-第一靶材溅射装置，22-第二靶材溅射装置，23-第二靶材，24-第二轴承，25-l型固定座。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的描述：

如图1所示，本发明的一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜装置，包括试样台固定装置与圆棒试样夹持装置。所述试样台固定装置包括第一固定板4、第二固定板6、第一螺钉5、第一螺母3、第三固定板12、第二螺钉13和第二螺母14。第一固定板4的一端与第二固定板6通过第一螺钉5和第一螺母3的螺纹连接固定于磁控溅射仪试样台7上；第一固定板4的另一端与第三固定板12通过第二螺钉13与第二螺母14的螺纹连接固定于磁控溅射仪试样台7上。所述圆棒试样夹持装置包括l型固定座25、第一电机1、第一螺纹套筒2、固定座18、第二螺纹套筒17、第一轴承16和第二轴承24，l型固定座25的上端与第一固定板4一端的下表面固定连接，l型固定座25上设置有第一电机1，第一电机1的输出轴与第一螺纹套筒2固定连接。第一螺纹套筒2与l型固定座25活动连接，第一螺纹套筒2与l型固定座25之间设置有第二轴承24，第一螺纹套筒2与圆棒试样19的一端螺纹连接；第一固定板4另一端的下表面固定连接有固定座18，固定座18与第二螺纹套筒17活动连接，固定座18与第二螺纹套筒17之间设置有第一轴承16，第二螺纹套筒18与圆棒试样19的另一端螺纹连接。磁控溅射仪包括伸缩杆，伸缩杆的上端通过连接件与磁控溅射仪密封法兰8活动连接，下端固定在靠近磁控溅射仪腔体15的台面上，磁控溅射仪密封法兰8能够相对伸缩杆转动。

本发明的一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜装置的使用说明：首先通过伸缩杆打开磁控溅射仪密封盖9以及磁控溅射仪密封法兰8，将圆棒试样19的两端分别与第一螺纹套筒2与第二螺纹套筒17螺纹连接，将第一螺纹套筒2与第一电机1的输出轴固定连接，之后将第一螺纹套筒2与l型固定座25活动连接，随后将第二螺纹套筒17与固定座18活动连接。然后将第一固定板4的一端与第二固定板6通过第一螺钉5和第一螺母3的螺纹连接固定于试样台7上；同时将第一固定板4的另一端与第三固定板12通过第二螺钉13与第二螺母14的螺纹连接固定于磁控溅射仪试样台7上，并保证第一固定板4的上表面与试样台7的下端面紧密贴合。之后，将第一靶材20与第二靶材23分别放置于第一靶材溅射装置21与第二靶材溅射装置22的凹槽处。随后，打开第一电机1的开关，第一电机1的输出轴带动第一螺纹套筒2转动，从而带动圆棒试样19匀速转动。之后盖上磁控溅射仪密封法兰8与磁控溅射仪密封盖9，通过磁控溅射仪的外部控制系统和抽真空装置进行抽真空操作。随后打开第二电机10，第二电机10的转动轴带动第一传动杆11转动，从而带动试样台7匀速转动。最后通过磁控溅射仪的控制系统，控制第一靶材溅射装置21与第二靶材溅射装置22对匀速转动的圆棒试样19的等直径段进行镀膜。

镀膜结束后，关闭第二电机10，打开磁控溅射仪密封盖9与磁控溅射仪密封法兰8，将第一螺母3与第二螺母14拧开，取下试样台固定装置，最后将圆棒试样19从第一螺纹套筒2与第二螺纹套筒17中取下。镀膜完的圆棒试样19即可以进行蠕变试验、蠕变疲劳试样等力学性能试验。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种适用于磁控溅射仪的自动式圆棒试样镀膜夹持装置，包括试样台固定装置和圆棒试样夹持装置。试样台固定装置由固定板、螺钉等部件组成；圆棒试样夹持装置由电机、螺纹套筒等部件组成。本发明结构设计巧妙，使用方便，能够自动给圆棒试样镀膜。在磁控溅射仪内应用本装置给圆棒试样镀膜，操作简单，自动性高，稳定性强，膜的厚度也比较均匀，且与基体有着良好的结合力。

技术研发人员：马毅;黄先伟;宋宇轩;陈迦南;李相清
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2018.12.19
技术公布日：2019.02.05