[发明专利]一种对粉体表面进行镀膜的工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空镀膜工艺及其设备，特别涉及一种对粉体表面进行镀膜的工艺及其设备。

背景技术

随着科学技术水平的不断提高及新产品的不断开发，人们对产品的材料性能要求也在相应的提高。材料的表面改性技术是在不改变材料基体本身物理、化学性能的基础上，通过一定的方法或工艺，改变材料表面的特性，使材料的外观、表面强度或表面形貌发生改变，从而使材料具有材料原本并不具备的功能，拓展了材料本身的应用领域。其中，表面镀膜技术是现在应用最多的材料表面改性技术。

表面镀膜技术包括化学镀、电镀及真空溅射、真空蒸镀等，在片状材料上通过上述方法镀膜工艺均已产业化，工艺技术亦相当成熟，在此就不多赘述。但是，在粉体表面实施镀膜的技术却不多，因为，粉体由于其粒径小，比表面大，利用传统镀膜技术镀覆均匀的薄膜存在一定的难度。

专利CN119872A、CN1440951A及CN2508957Y中均提及采用化学镀的方法在粉体的表面镀膜，由于粉体能与溶液充分接触，应能在粉体表面形成均匀的镀层，但是，粉体化学镀存在诸多缺点，如：镀液不稳定、镀层含P或B等杂质及镀槽装载量小等，严重地限制了粉体化学镀的应用。

专利CN1718845提及，采用带振动或超声波装置的样品台，对粉体实施真空溅射镀膜，由于粉体在样品台上的振动发生翻滚，从而实现对粉体相对均匀镀覆。但是，由于设计的限制，该方案具有如下缺点：单次处理量小、设备运行成本高，使得其应用只能局限于科研、实验室需要，而不能实现产业化。

专利JP62250172中提及，利用粉末重力作用，从设备顶部落下，并经过一环形溅射靶，实施溅射沉积，但是该方案中粉末从顶部落下时，做近自由落体运动，在环形靶中的接受溅射沉积的时间很短，需要经过多次溅射，增加了设备运行成本，另外，设备结构复杂、体积庞大，增加了制造成本。

发明内容

鉴于上述不足，本发明的主要目的在于克服上述方案不足之处，提供一种单次处理量大、运行成本低的对粉体表面进行镀膜的工艺及其设备。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提出一种对粉体表面进行镀膜的工艺：

主要包括：提供有真空环境的工作室；让粉体在真空环境中下落，在下落过程中，采用真空镀膜发生源对粉体表面实施镀覆，上述的真空环境设有一倒锥型或类倒锥型可旋转的料斗，所述真空镀膜发生源位于料斗内的中部，粉体在上述真空环境中沿所述旋转的倒锥型或类倒锥型料斗的壁面下落的过程中作螺旋运动同时还发生翻转，使粉体表面形成相对均匀的覆层。

本发明提出一种对粉体表面进行镀膜的设备，主要包括真空室、真空镀膜发生源、真空抽气系统，其中真空抽气系统与真空室联接处设有透气隔层，真空室上部设有进料室，该进料室与真空室之间由一通气管连通，真空室下部设有收料室，尤其是该真空室内安装有一个倒锥型或类倒锥型可旋转的料斗，该料斗上端与进料室连通，而相对的下端与收料室连通，真空镀膜发生源安装该料斗内的中部，真空室内壁上固定有用来驱动料斗旋转的且具有调速功能电机。

在上述结构基础上，

其中：

上述的真空环境还设有一倒锥型或类倒锥型可旋转的料斗，粉体是沿这个旋转的倒锥型或类倒锥型料斗的壁面下落时作螺旋运动同时还发生翻转，所述真空镀膜发生源位于该料斗内的中部，这个旋转的倒锥型料斗旋转速度由驱动电机控制，进而控制粉体表面所获得的镀覆厚度

所述真空室内设有支撑架，该料斗通过轴承而固定在该支撑架上，固定在真空室内壁上的电机通过皮带或链条与料斗的下端外部的皮带轮或链盘连接。

所述进料室机械连接有振动装置。

所述料斗的内壁面为粗糙表面。

所述真空镀膜发生源是指磁控溅射靶；所述磁控溅射靶为柱状靶，在该柱状靶中心设置水循环冷却装置。

所述倒锥型或类倒锥型料斗在其轴截面上的同侧，料斗的内壁面上下沿间的连线与水平面夹角α为15度至75度间的任意一值。