一种具有热丝补偿结构的热丝阵列装置及其使用方法与流程

本发明涉及热丝阵列装置领域，具体涉及了具有热丝补偿结构的热丝阵列装置及其使用方法领域。

背景技术：

1、在金刚石膜制备等领域，均为遇到在高温环境下对细且薄或长的部件进行固定，且长时间固定中需要避免部件变形，但是由于高温环境中，细且薄或长德部件容易出现软化或者膨胀，需要保持细且薄或长部件工作部位形态不变时一般采用弹性装置进行固定，但是在采用弹性装置固定时，弹性装置由于高温环境，工作寿命较短；

2、金刚石膜制备过程中，主要采用热丝法制备，热丝法设备结构简单且适合大面积生长金刚石膜，是目前普遍采用的一种制备金刚石膜的方法；但在热丝法制备金刚石膜过程中，用于加热的热丝细且长，因此存在热丝安装时出现各段热丝长度不均匀且张紧度不同等问题，在加热过程中会出现热丝下垂的问题；传统的方案为热丝两边直接采用弹簧固定目的是自动调整对热丝拉紧装置的长度，解决加热过程中热丝变长的问题，但存在问题是由于弹簧的存在导致热丝在加热前各段热丝固定时张紧程度不同，因此导致每段热丝本身的长度不同，热丝受热变长时，靠轴向方向弹簧的拉力无法完全实现热丝的水平，且弹簧受热辐射的影响弹性性能降低，不利于实现热丝的水平，弹簧受热辐射寿命明显降低；

3、因此如何实现热丝在固定时各段热丝张紧程度、长度相同，且加热过程中不出现下垂的现象；实现相邻热丝之间的距离相同，从而避免相邻的热丝相距距离近的部位烧断或者加热的不同部位热量不均匀的问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于，通过具有热丝补偿结构的热丝阵列装置及其使用方法，实现热丝在固定时各段热丝张紧程度、长度相同，且加热过程中不出现下垂的现象；实现相邻热丝之间的距离相同，从而避免相邻的热丝相距距离近的部位烧断或者加热的不同部位热量不均匀的问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、根据本发明的一个方面提供了一种具有热丝补偿结构的热丝阵列装置，包括底座、电极组件、热丝组件、支撑装置、水平拉力补偿组件、纵向拉力补偿组件；

4、所述电极组件包括正极组件、负极组件；

5、所述热丝组件包括若干平行设置的热丝；

6、支撑装置包括相对设置的第一支撑装置、第二支撑装置；

7、所述热丝两端分别与第一支撑装置、第二支撑装置连接；

8、水平拉力补偿组件包括水平拉伸部件、动力补偿部件、隔热组件；所述水平拉伸部件包括第二金属拉杆；

9、所述水平拉伸部件贯穿隔热组件，水平拉伸部件两端分别与支撑装置、动力补偿部件连接；所述动力补偿部件不包括弹性部件；

10、所述纵向拉力补偿组件包括若干热丝支撑条、若干钽缆、若干钽缆固定件，所述热丝支撑条设有若干支撑凹槽；

11、所述热丝与热丝支撑条的支撑凹槽接触，所述热丝与热丝支撑条垂直设置；

12、所述热丝支撑条通过若干钽缆与钽缆固定装置连接；与每个热丝支撑条连接的钽缆远离热丝支撑条的一端与钽缆固定件连接；

13、优选的所述动力补偿组件包括转轴、拉线、主动齿轮以及与主动齿轮啮合的被动齿轮；所述转轴与主动齿轮传动连接；所述拉线一端与第二拉杆连接，另一端与转轴固定连接；

14、或者所述动力补偿组件包括发条、拉线，所述拉线一端与第二拉杆连接，另一端与发条连接；

15、或者所述动力补偿组件包括热膨胀组件、拉线，所述拉线缠绕在膨胀组件表面，且所述拉线一端与第二拉杆连接，另一端与膨胀组件表面固定件连接；所述膨胀组件内部设有加热装置，膨胀组件随加热组件温度升高，碰撞组件表面直径变大。

16、本发明相对于现有技术的有益效果在于，通过电极组件向热丝提供电能；通过所述热丝组件平行设置，实现相邻的热丝提供热量均匀且避免了热丝相邻近的部分在使用过程中烧断；

17、通过相对设置的第一支撑装置、第二支撑装置，实现对热丝水平方向拉紧、固定；

18、通过水平拉力补偿组件包括水平拉伸部件、动力补偿部件，实现热丝在使用过程中出现松弛时进行手动或自动调整，实现热丝张紧；通过隔热组件实现防止热量损失量大同时避免动力补偿部件受到热量辐射；

19、通过所述动力补偿部件不包括弹性部件，实现加热前安装后的热丝长度以及张紧程度相同；

20、通过所述热丝与热丝支撑条的支撑凹槽接触，所述热丝与热丝支撑条垂直设置，实现对热丝均匀支撑，即使热丝受热变长，由于热丝支撑条的支撑避免热丝下垂；

21、所述热丝支撑条通过若干钽缆与钽缆固定装置连接，实现热丝支撑条的固定。

22、进一步的，所述第一支撑装置包括第一支撑板、第一滑动电极模块、第一金属拉杆；

23、所述第一支撑板与第一滑动电极模块连接，第一金属拉杆一端与第一滑动电极模块连接，第一金属拉杆另一端与热丝连接；

24、所述正极组件通过第一支撑板与第一滑动电极模块电连接。

25、进一步的，所述第一滑动电极模块包括第一上滑动电极上模块、第一下滑动电极模块；

26、所述第一上滑动电极模块设有导电的导轨滑槽；

27、所述第一上滑动电极模块与第一下滑动电极模块固定连接；

28、所述第一上滑动电极模块远离设有导轨滑槽的一面设有若干上固定凹槽。

29、采用上一步技术方案的有益效果在于，实现热丝通过第一金属杆与第一滑动电极模块连接，从而实现热丝随第一滑动电极模块水平滑动且在任何位置与电极连接。

30、进一步的所述第一下滑动电极模块设有若干与上固定凹槽相匹配的第一下固定凹槽；所述上固定凹槽与第一下固定凹槽相对设置形成容置腔；所述第一金属拉杆远离热丝的一端位于容置腔内或者所述第一金属拉杆穿过所述容置腔；

31、所述第一下固定凹槽连接有第一固定件。

32、采用上一步技术方案的有益效果在于，通过第一下固定凹槽连接有第一固定件，实现对第一金属拉杆远离热丝的一端固定，实现第一金属拉杆随第一下滑动电极模块滑动。

33、进一步的，所述第一下滑动电极模块还设有第二下固定凹槽，所述第二下固定凹槽连接有第二固定件；所述第二下固定凹槽通过第二固定件连接有第二金属拉杆，所述第二金属拉杆远离第二下固定凹槽的一端与动力补偿部件连接。

34、采用上一步技术方案的有益效果在于，实现动力补偿部件对第一滑动电极模块提供动力，从而实现加热过程中热丝变长时对热丝进行拉紧。

35、进一步的，导轨滑槽为t字型凹槽，所述t字型凹槽内设有若干滑轮或滚珠；和/或

36、第一支撑板设有与导轨滑槽相匹配的导电导轨，所述导电导轨与所述电极组件电连接。

37、采用上一步技术方案的有益效果在于，实现第一滑动电极模块与第一支撑板滑动连接，且在滑动过程中第一滑动电极模块与第一支撑板电连接。

38、进一步的，所述钽缆固定装置还包括滑轮；

39、与每个热丝支撑条连接的钽缆远离热丝支撑条的一端缠绕滑轮后与钽缆固定件。

40、采用上一步技术方案的有益效果在于，实现热丝支撑条的固定。

41、进一步的，所述纵向拉力补偿组件包括n个热丝支撑条；

42、l/(aeq/ρmg)1/2+1≤n≤7，a为常数；

43、e为热丝弹性模量,q为热丝横截面积，m为热丝质量，ρ为热丝的密度，l为热丝长度；

44、优选的，e＝0.35-0.45gpa,q＝0.03-0.13mm2，m＝0.144-1.105g，ρ为热丝的密度16-17g/cm3，l为热丝长度300-500mm；a＝2.1×108(g·gpa-1·s-2·mm-2)。

45、采用上一步技术方案的有益效果在于，通过所述l/(aeq/ρmg)1/2+1≤n≤7，实现在不同热丝的参数以及使用温度的条件下，确认n相应的数值；此数量的热丝支撑条实现对热丝支撑的同时，热丝在使用过程中下垂的距离可忽略不计；同时避免了热丝支撑条过多导致的对加热效果影响，避免了加热处温度不均匀的问题。

46、进一步的，所述第二支撑装置包括第二支撑板、第二滑动电极模块、第三金属拉杆；

47、第二支撑板与第二滑动电极模块连接，第三金属拉杆一端与第二滑动电极模块连接，第三金属拉杆另一端与热丝连接；

48、所述负极组件通过第二支撑板与第二滑动电极模块电连接。

49、根据本发明的另一个方面提供了一种具有热丝补偿结构的热丝阵列装置的使用方法，包括以下步骤：

50、将一整根热丝的一端与第一金属拉杆与热丝的连接端连接固定；

51、然后热丝的另一端依次穿过第三金属拉杆与热丝的连接端、第三金属拉杆与热丝的连接端、第一金属拉杆与热丝的连接端、第一金属拉杆与热丝的连接端作为一个循环，按此循环重复穿过；实现热丝成若干平行的几字状分布；

52、然后将热丝与第一金属拉杆与热丝的连接端、第三金属拉杆与热丝的连接端接触处固定；固定后将相邻的两个第一金属拉杆与热丝的连接端之间的热丝剪端；将相邻的两个第三金属拉杆与热丝的连接端之间的热丝剪端；

53、然后将若干钽缆的一端与热丝支撑条连接后，将热丝支撑条至于热丝下方，将若干钽缆的另一端与钽缆固定装置连接，实现热丝支撑条水平设置，且调节热丝支撑条高度将热丝置于热丝支撑条的凹槽内。

54、本发明相对于现有技术的有益效果在于，实现热丝先在第一金属拉杆、第三金属拉杆之间先连续设置、整个热丝张紧，且各段第一金属拉杆与第三金属拉杆之间热丝平行设置，然后通过热丝与第一金属拉杆与第三金属拉杆接触点的固定，再去除多余热丝，实现热丝在固定时各段热丝张紧程度、长度相同，且实现相邻热丝之间的距离相同；最终实现热丝组件平行设置，实现相邻的热丝提供热量均匀且避免了热丝相邻近的部分在使用过程中烧断；实现对热丝水平方向拉紧、固定；

55、实现所述热丝与热丝支撑条的支撑凹槽接触，所述热丝与热丝支撑条垂直设置，实现对热丝均匀支撑，即使热丝受热变长，由于热丝支撑条的支撑避免热丝下垂；

56、实现热丝支撑条通过若干钽缆与钽缆固定装置连接，实现热丝支撑条的固定。