一种镀金刚石膜的装置的制作方法

1.本技术涉及金刚石镀膜的领域，尤其是涉及一种镀金刚石膜的装置。


背景技术：

2.金刚石是一种由碳元素组成的矿物。金刚石的用途非常广泛，常用于工艺品、工业中的切割工具。金刚石膜具有较高的硬度，良好的热传导率，极低的摩擦系数，将金刚石膜镀在样品的表面，可以使得样品具有类似金刚石的性能。
3.气相沉积金刚石的方法有化学气相沉积cvd和物理气相沉积pvd两大类。物理气相沉积金刚石膜由于工艺要求高、涂层时间长，使用率不高，所以化学气相沉积是沉积金刚石膜的主要方法。
4.目前，化学气相沉积金刚石镀膜的设备都是将待镀膜的样品放置在平台上，灯丝置于样品的上方，反应气体通过管道进入腔室内，被灯丝加热分解，就会在样品上生长金刚石膜，但是这种结构浪费了灯丝向上发出的热量，镀膜效率低下。如果在灯丝上面加一个基片台来提升镀膜效率，水平灯丝在镀膜过程中受重力影响，灯丝中间段会有微小下坠，这样灯丝与两侧样品之间的距离不同，导致两个样品镀膜不均匀。


技术实现要素：

5.为了在提升镀膜效率的同时保证在不同位置的样品镀膜均匀，本技术提供一种镀金刚石膜的装置。
6.本技术提供的一种镀金刚石膜的装置采用如下的技术方案：一种镀金刚石膜的装置，包括镀膜腔室以及安装在镀膜腔室一侧对镀膜腔室进行抽真空的真空泵，镀膜腔室与真空泵之间连接有真空管，镀膜腔室的远离真空泵的一侧连接有进气组件，镀膜腔室内的中部设置有灯丝，灯丝竖直放置，灯丝的两端连接有电源，灯丝的两侧设置有用于放置样品的两个基片台，两个基片台关于灯丝对称设置。
7.通过采用上述技术方案，先将样品放置在灯丝两侧的基片台上，通过真空泵将镀膜腔体内的空气吸出，使得镀膜腔体内保持真空状态，再通过进气组件将反应气体通至镀膜腔室中，再将电源打开，电源为灯丝通电，灯丝发热并且分解反应气体，最终在灯丝两侧的样品上镀金刚石膜。可以同时对灯丝两侧的样品进行镀膜，提升了镀膜效率，并且灯丝竖直设置，避免了灯丝在重力作用下，产生微小下坠，保证了在不同位置的样品与灯丝之间的距离相同，使得镀膜均匀。
8.可选的，进气组件包括安装在镀膜腔室远离真空泵一侧的进气泵，进气泵与镀膜腔室之间连接有进气管，进气泵远离进气管的一侧设置有反应气罐，进气泵与反应气罐之间设置有输气管。
9.通过采用上述技术方案，当需要对样品进行镀金刚石膜的时候，打开进气泵，反应气罐中的反应气体通过输气管和进气管进入镀膜腔室中，再通过热的灯丝进行分解，在样品表面形成金刚石膜。
10.可选的，基片台上开设有多条第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽相互垂直设置，第一滑槽和第二滑槽之间形成供螺栓插入的空间。
11.通过采用上述技术方案，为了固定住样品在基片台上的位置，螺栓插入在第一滑槽或者第二滑槽内，滑动螺栓，使得螺栓在第一滑槽或第二滑槽内滑动，将螺栓滑动到适合样品尺寸的位置，将样品放在多个螺栓形成的空间中，能够将样品固定住，再将螺母旋拧在螺栓上将螺栓的位置固定住即可。
12.可选的，镀膜腔室外侧设置有水循环组件，水循环组件与基片台一一对应，水循环组件包括安装在镀膜腔室外水箱以及水循环泵，水循环泵与水箱之间设置有水管，水箱远离水管的一侧连接有循环管，循环管穿设在基片台内，循环管远离水箱的一端与水循环泵连接。
13.通过采用上述技术方案，当灯丝通电发热后，基片台会吸收灯丝发出的热量，此时，打开水循环泵，冷水将在水管、水循环泵、循环管以及水箱之间循环，使得基片台温度降低，带走样品多余的热量，维持样品温度，使得金刚膜可以更好地镀在样品上。
14.可选的，灯丝靠近镀膜腔室内部底面的一端连接有第一滑轮，第一滑轮与电源通过导线相连接。
15.通过采用上述技术方案，通过第一滑轮将电源发出的电导至灯丝上，使得灯丝通电，分解反应气体，完成镀膜；第一滑轮的设置使得灯丝靠近第一滑轮的一端为自由端，避免灯丝两端均为固定，在通电状态下，受热伸长，向一侧的样品弯曲，进一步保证两侧样品镀膜均匀。
16.可选的，灯丝靠近第一滑轮的一端连接有重锤。
17.通过采用上述技术方案，重锤的设置使灯丝始终保持垂直状态，进一步地保证两侧样品镀膜均匀，避免由于灯丝通电产生热量造成灯丝相一侧膨胀、弯曲，造成两侧的样品与灯丝之间的距离不同，导致两侧样品上镀的金刚石膜不均匀。
18.可选的，第一滑轮的一侧安装有第二滑轮，第二滑轮与第一滑轮安装在不同的竖直线上。
19.通过采用上述技术方案，第二滑轮的设置改变了重锤拉动灯丝的方向，使得灯丝与第一滑轮之间的接触更加紧密，使得第一滑轮灯丝的导电情况更好，避免由于第一滑轮和灯丝接触不良而造成覆膜效率低，灯丝间断通电导致产生的金刚石膜质量不佳。
20.可选的，镀膜腔室与基片台开设第一滑槽的一侧相对的一侧为开口状，镀膜腔室铰接有拉门。
21.通过采用上述技术方案，结束镀膜后，缓慢降低灯丝的电流，关闭电源，通过真空泵将镀膜腔室的反应气体抽出，使得镀膜腔室内恢复真空状态，再打开拉门，将基片台上镀膜后的样品取出即可。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置了镀膜腔室、真空泵、真空管、进气组件、灯丝、电源以及基片台，先将样品放在镀膜腔室内的基片台上，再通过真空泵将镀膜腔室内的空气完全抽出，进气组件向镀膜腔室中输入反应气体，打开电源使得灯丝变热，分解反应气体，能够在灯丝两侧的样品表面同时镀膜提升了镀膜效率，同时灯丝垂直设置，灯丝不会因为重力作用导致与两侧的样品之间的距离不同，保证了镀膜的均匀；
2.通过设置了水循环泵、水管、水箱以及循环管，当灯丝通电发热后，基片台会吸收灯丝发出的热量，若热量过高可能会影响金刚膜在样品上的生成；此时，打开水循环泵，冷水将在水管、水循环泵、循环管以及水箱之间循环，使得基片台温度降低，带走样品多余的热量，使得金刚膜可以更好地镀在样品上；3.通过设置了第一滑轮、重锤以及第二滑轮，第一滑轮的设置使得灯丝靠近第一滑轮的一端为自由端，避免将灯丝的两端都固定住，灯丝受热伸长后，可能向一侧样品偏斜，导致镀膜不均，重锤将灯丝拉直，进一步地保证两侧样品的镀膜均匀，第二滑轮的设置改变了重锤的拉力方向，使得。
附图说明
23.图1是本技术的整体结构示意图。
24.图2是为展现本技术内部结构的剖面结构示意图。
25.附图标记说明：1、镀膜腔室；2、真空泵；3、真空管；4、灯丝；5、电源；6、基片台；7、进气组件；71、进气泵；72、进气管；73、反应气罐；74、输气管；8、第一滑槽；9、第二滑槽；10、安装板；11、水循环组件；111、水箱；112、水循环泵；113、水管；114、循环管；12、支架；13、第一支撑架；14、第一滑轮；15、第二支撑架；16、第二滑轮；17、重锤；18、拉门；19、拉手。
具体实施方式
26.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
27.本技术实施例公开一种镀金刚石膜的装置。
28.参照图1和图2，一种镀金刚石膜的装置包括镀膜腔室1以及安装在地面上对镀膜腔室1进行抽真空的真空泵2，镀膜腔室1的一侧连接有真空管3，真空管3的远离镀膜腔室1的一端与真空泵2相连接，镀膜腔室1的远离连接真空管3的一侧连接有进气组件7，镀膜腔室1内的中间位置安装有灯丝4，灯丝4呈竖直设置，灯丝4的两端连接有电源5，电源5固接在镀膜腔室1的外壁上，灯丝4的两侧设置有用于放置样品的两个基片台6，两个基片台6呈竖直设置且关于灯丝4对称设置。
29.当需要对样品镀金刚石膜时，先将样品放置在镀膜腔室1内，灯丝4两侧的基片台6上，再使用真空泵2将镀膜腔体内的空气抽出，接着使用进气组件7将反应气体通到镀膜腔室1中，将电源5打开，电源5为灯丝4通电，使得灯丝4发热，灯丝4的热量开始分解反应气体，在灯丝4两侧的样品上镀上金刚石膜，灯丝4可以同时对灯丝4两侧的样品进行镀膜，提升了镀膜效率，并且灯丝4竖直安装，避免了灯丝4在重力作用下，产生微小下坠，与不同位置的样品之间的距离相同，保证了镀膜均匀。
30.参照图2，进气组件7包括安装在地面上的进气泵71、与进气泵71一端连接的进气管72以及与进气泵71远离进气管72一端相连接的输气管74，进气泵71通过进气管72连接在镀膜腔室1远离真空泵2的一侧，输气管74远离进气泵71的一端连接有反应气罐73。当需要对样品进行镀金刚石膜的时候，打开进气泵71，反应气罐73中的反应气体被进气泵71抽出，通过输气管74和进气管72，充斥在镀膜腔室1中，再通过热的灯丝4对反应气体进行分解，在样品表面形成金刚石膜。
31.为了固定样品在基片台6上的位置，基片台6上开设有多条第一滑槽8和第二滑槽
9，第一滑槽8和第二滑槽9相互垂直设置，并且每条第一滑槽8和每条第二滑槽9之间均相连通，第一滑槽8和第二滑槽9内可以供螺栓插入和滑动。
32.多个螺栓插入在第一滑槽8或者第二滑槽9内，当需要固定样品时，在第一滑槽8或第二滑槽9内滑动螺栓，将螺栓滑动到适合样品尺寸的位置，先将样品预放置在多个螺栓形成的空间中，接着再微调螺栓的位置使得螺栓与样品抵接，最后旋拧螺母将样品固定住。
33.参照图1和图2，镀膜腔室1外部的两侧固接有安装板10，每个安装板10上均固接有水循环组件11，水循环组件11与基片台6一一对应，水循环组件11包括固接在安装板10上的水箱111以及水循环泵112，水循环泵112与水箱111之间连接有水管113，水箱111远离水循环泵112的一侧与水循环泵112远离水箱111的一侧之间连接有循环管114，循环管114穿设在基片台6内且与基片台6相固接。
34.当灯丝4通电发热后，基片台6会吸收灯丝4发出的热量，可能会对镀膜的质量造成影响；因此需要在灯丝4到达一定的高温后，打开水循环泵112，使得水箱111中的冷水在水管113、水循环泵112、循环管114以及水箱111之间循环，冷水带走基片台6的热量，基片台6的温度降低，带走样品多余的热量，维持样品温度，进一步地提升镀膜的质量，保障镀膜的均匀。
35.参照图2，镀膜腔室1的内部上表面固接有支架12，灯丝4的一端与支架12相固接，支架12与电源5通过导线连接，镀膜腔室1的内部下表面固定有第一支撑架13和第二支撑架15，第一支撑架13与电源5通过导线连接，第一支撑架13转动连接有第一滑轮14，灯丝4搭设在第一滑轮14上。第二支撑架15转动连接有第二滑轮16，第二滑轮16与第一滑轮14安装在同一水平线上，灯丝4靠近第二滑轮16的一端固接有重锤17。
36.通过第一支撑架13、第一滑轮14以及支架12，将电源5发出的电导至灯丝4上，使得灯丝4通电，发热分解反应气体，完成镀膜；灯丝4搭设在第一滑轮14上，第二滑轮16的设置改变了重锤17拉动灯丝4的拉力的方向，使得第一滑轮14与灯丝4的接触更加紧密，避免第一滑轮14与灯丝4的接触不良，而造成覆膜效率低，灯丝4间断通电导致产生的金刚石膜质量不佳。
37.并且第一滑轮14和第二滑轮16使得灯丝4靠近第一滑轮14的一端为自由端，避免灯丝4两端均为固定，在通电状态下，长期受热，灯丝4伸长，向一侧的样品弯曲，导致两侧的样品镀膜不均匀；通过重锤17使得灯丝4时刻保持拉直的状态，进一步保证两侧样品镀膜均匀。
38.参照图1，镀膜腔室1与基片台6开设第一滑槽8的一侧相对的一侧为开口状，镀膜腔室1铰接有拉门18，拉门18的外侧固接有拉手19。结束镀膜后，缓慢降低灯丝4的电流，关闭电源5，再通过真空泵2将镀膜腔室1的反应气体抽出，使得镀膜腔室1内的反应气体排出，再通过拉手19打开拉门18，将基片台6上镀膜后的样品取出即可。
39.本技术实施例一种镀金刚石膜的装置的实施原理为：当需要对样品镀金刚石膜时，先通过拉手19打开拉门18，在第一滑槽8或第二滑槽9内滑动螺栓，将螺栓滑动到适合样品尺寸的位置，旋拧螺母将样品固定在基片台6上，再使用真空泵2将镀膜腔体内的空气抽出，然后打开进气泵71，反应气罐73中的反应气体被进气泵71抽出，通过输气管74和进气管72，输入镀膜腔室1中；将电源5打开，电流通过支架12、第一滑轮14导至灯丝4上，使得灯丝4发热，分解反应气体实现镀膜。
40.重锤17给予灯丝4向下的拉力，经过第一滑轮14和第二滑轮16，灯丝4可以保持拉直的状态。当灯丝4通电发热达到一定温度后，打开水循环泵112，使得水箱111中的冷水在水管113、水循环泵112、循环管114以及水箱111之间循环，冷水带走基片台6的热量，维持样品温度。结束镀膜后，缓慢降低灯丝4的电流，关闭电源5，再通过真空泵2将镀膜腔室1的反应气体抽出，使得镀膜腔室1内的反应气体排出，再通过拉手19打开拉门18，将基片台6上镀膜后的样品取出即可。
41.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。