一种用于多个中空零件内壁涂层的薄膜沉积装置的制作方法

1.本实用新型涉及热丝气相沉积技术领域，特别涉及一种用于多个中空零件内壁涂层的薄膜沉积装置。


背景技术：

2.热丝化学气相沉积法制备金刚石薄膜的基本原理如下：碳源(如甲烷、丙酮等)和氢气的混合气体通过金属热丝，在由热丝形成的高温领域内分解出甲基和氢原子，并在一定的压力下，大量的甲基与一定温度的合金衬底作用以及甲基之间发生复杂的复合反应，生成各种sp、sp2和sp3杂化的碳氢基团。由于氢原子对sp2键结构碳有很强的刻蚀作用，因而抑制了石墨的生成；同时氢原子对sp3键结构碳的刻蚀作用较小，且具有一定的稳定作用，所以最终沉积在衬底上的是热力学不稳定的金刚石，而非热力学稳定的石墨，进而在衬底表面形成金刚石薄膜。要得到品质良好的金刚石薄膜需要在合适的温度以及稳定的温度场下裂解混合气体产生氢原子以及各种碳氢基团。
3.目前现有的沉积装置，一次只能对单个的中空零件的内壁进行沉积，沉积效率低，无法根据内径不同的中空零件进行涂层，因此灵活性差，生产效率低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种用于多个中空零件内壁涂层的薄膜沉积装置，对多个中空零件的内壁同时进行沉积，沉积效率高。
5.本实用新型实施例公开一种用于多个中空零件内壁涂层的薄膜沉积装置，包括真空反应炉、热丝支架一、热丝支架二、电极柱一、电极柱二、热丝、若干个工作台、支柱、固定板和电机，工作台之间通过支柱连接，固定板位于薄膜沉积装置的顶部和底部，顶部和底部的固定板分别与支柱连接，顶部的固定板上端面设有热丝支架一，热丝支架一的一端安装电极柱一，底部的固定板上安装电极柱二，热丝支架二固定在电极柱二的顶部，热丝固定在热丝支架一上，热丝穿过工作台和热丝支架二，热丝的底部与拉伸装置连接，位于底部的固定板下端与电机的转轴连接，电极柱一和电极柱二分别与外接电源的正负极连接，热丝支架一、热丝支架二、电极柱一、电极柱二、热丝、工作台、支柱、固定板均位于真空反应炉内。
6.进一步的，热丝支架一和热丝支架二上均设有多个热丝孔，热丝支架一上还设有与热丝孔连通的热丝固定孔。
7.进一步的，所述热丝支架一和电极柱一装卸式的设置于固定板的上部。
8.进一步的，所述工作台包括圆环底板、若干个同心的环形圈和支柱连接柱，环形圈之间形成工作槽，直径最小的环形圈的直径大于等于圆环底板中心的孔直径，若干个同心的环形圈位于圆环底板的同一侧，支柱连接柱圆周分布且分布在环形圈的外围，所述圆环底板的两端均设有支柱连接柱，支柱固定在支柱连接柱内，热丝穿过圆环底板中心的孔。
9.进一步的，位于直径最小的环形圈外部的环形圈设有均匀分布的槽，其中一个环形圈的槽位于相邻环形圈的两个相邻槽的中间位置；环形圈的高度随着环形圈的直径增加
逐渐递增。
10.进一步的，所述拉伸装置为高温弹簧或重物。
11.进一步的，所述热丝支架一的热丝孔朝下，安装在热丝支架一上的电极柱横置。
12.进一步的，环形圈之间形成环形槽，经过预处理的中空零件固定放于工作台的环形槽中，热丝的方向与中空零件内壁的轴平行。
13.进一步的，电机的转轴具有中空薄壁结构，电极柱二通过转轴与外界电源相连。
14.进一步的，电极柱二的长度长于转轴。
15.本实用新型实施例通过打开真空反应炉的炉体，将多个厚壁中空零件分别装载于工作台的环形槽内固定，一个工件台放置一个工件，根据零件内径大小再调整热丝位置并进行垂直固定后，闭合反应炉的炉体；启动沉积装置，并加热热丝，通入生产气体，通过下方电机使工件架转动从而对多个中空零件内壁同时进行热丝气相沉积。
16.本实用新型实施例能够对中空零件的内壁进行多个同时沉积，沉积效率高，沉积膜均匀，缩短生产周期，安装简单，降低了生产成本。
附图说明
17.图1为本实用新型一实施例去除真空反应炉后示意图。
18.图2为本实用新型一实施例去除真空反应炉后主视图。
19.图3为本实用新型一实施例热丝支架一和电极柱一连接示意图。
20.图4为本实用新型一实施例工作台示意图。
21.图5为本实用新型另一实施例工作台示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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作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。
23.如图所示，本实用新型实施例公开一种用于多个中空零件内壁涂层的薄膜沉积装置，包括真空反应炉、热丝支架一1、热丝支架二2、电极柱一3、电极柱二14、热丝4、若干个工作台5、支柱6、固定板7和电机8，工作台5之间通过支柱6连接，固定板7位于薄膜沉积装置的顶部和底部，顶部和底部的固定板7分别与支柱6连接，顶部的固定板7上端面设有热丝支架一1，热丝支架一1的一端安装电极柱一3，底部的固定板7上安装电极柱二14，热丝支架二2固定在电极柱二14的顶部，热丝4固定在热丝支架一 1上，热丝4穿过工作台5和热丝支架二2，热丝4的底部与拉伸装置9连接，位于底部的固定板7下端与电机8的转轴10连接，位于热丝支架一1 和热丝支架二2上的电极柱一3和电极柱二14与外接电源的正负极连接，热丝支架一、热丝支架二、电极柱一、电极柱二、热丝、工作台、支柱、固定板均位于真空反应炉内。转轴10上半部分位于真空反应炉内，转轴10的下半部分位于真空反应炉外且与电机的输出轴连接。
24.热丝支架一1、热丝支架二2和拉伸装置配合，将热丝拉直，工作台通过支柱固定，可以放置多个支柱。同时，通过设计工作台的结构，需至少一根热丝穿过多个工作台，每个
工作台上放置中空零件13，可以一次进行多个中空零件进行薄膜沉积。
25.在本实用新型一实施例中，热丝支架一1和热丝支架二2上均设有多个热丝孔11，热丝支架一1上还设有与热丝孔连通的热丝固定孔12。
26.进一步的，热丝支架一1的热丝孔朝下，且热丝能够被固定。
27.对于热丝支架一和热丝支架二，形状可以是长方体、圆柱体、规则多面体或其他结构，只要保证热丝支架一1的热丝孔朝下且热丝能被固定即可。
28.在本实用新型一实施例中，所述工作台5包括圆环底板51、若干个同心的环形圈52和支柱连接柱53，环形圈52之间形成工作槽54，直径最小的环形圈52的直径大于等于圆环底板51中心的孔直径，若干个同心的环形圈52位于圆环底板51的同一侧，支柱连接柱53圆周分布且分布在环形圈 52的外围，所述圆环底板51的两端均设有支柱连接柱53，支柱6固定在支柱连接柱53内，热丝4穿过圆环底板51中心的孔。
29.在本实用新型一实施例中，位于直径最小的环形圈外部的环形圈设有均匀分布的槽521，其中一个环形圈的槽位于相邻环形圈的两个相邻槽的中间位置；环形圈的高度随着环形圈的直径增加逐渐递增。
30.环形圈有若干个，此处以有4个环形圈的工作台举例。
31.直径从大到小的环形圈分别为环形圈一54、环形圈二55、环形圈三56 和环形圈四57，环形圈一54、环形圈二55、环形圈三56上分别设有若干个均匀圆周分布的槽521，此处槽521数量为3个，而环形圈四57则没有设置槽。环形圈一54、环形圈二55、环形圈三56和环形圈四57的高度逐渐变小。方便将中空零件13在工作台5上取放。
32.中空零件13放置在槽521内或环形圈一54的外部，根据中空零件13 的尺寸进行选择，因此，工作台可以适用于不同内径的中空零件，通用性好。
33.同时，通过选择在热丝支架一或热丝支架二上不同位置的热丝孔，从而可根据中空零件内径的大小来调整适合的热丝与中空零件内壁之间的距离。
34.在本实用新型一实施例中，所述拉伸装置为高温弹簧或重物。拉伸装置用于保证热丝拉直。当拉伸装置为弹簧时，弹簧的下端固定在底部的固定板上。
35.在本实用新型一实施例中，所述热丝支架一的热丝孔朝下，安装在热丝支架一上的电极柱一横置。
36.在本实用新型一实施例中，电机的转轴10具有中空薄壁结构，电极柱二14通过转轴10与外界电源相连。
37.在本实用新型一实施例中，电极柱二14的长度长于转轴10。
38.将5个经过预处理的中空零件固定放于工作台的环形槽中，随后通过热丝支架一、热丝支架二和拉伸装置，将热丝拉直固定。并使热丝方向与中空零件内壁的轴方向平行。在真空条件下，在反应炉内腔中通入甲烷，氢气的混合气。开启外部电源加热热丝，进行金刚石薄膜沉积。在涂层沉积过程中，电极柱一，电极柱二，热丝支架一，热丝支架二固定不动。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳的实施例而已，但其他驱动包括但不限于电机驱动及其其他的驱动源，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。