[发明专利]一种纤维磁控溅射连续镀金属导电功能薄膜的装置和方法

权利要求书

1.一种纤维磁控溅射连续镀金属导电功能薄膜的装置，其特征在于： 

在磁控溅射镀膜真空腔室内设有卷绕装置：包括磁控溅射靶、放卷装置、导向装置A、导向装置B、导向装置C、导向装置D、收卷装置和等离子体预清洗装置、等离子体辅助镀膜装置、张力控制器、同轴固定法兰、从动齿轮、主动齿轮、屏蔽板、纤维变位装置；真空室外部设有驱动系统：包括伺服电机、磁粉离合器；放卷装置、导向装置A、导向装置B、导向装置C、导向装置D、收卷装置安装于5个旋转杆上面，旋转杆安装在6个均布从动齿轮中的5个齿轮上，其中放卷装置与导向装置A安装在同一选装转杆上，导向装置A在放卷装置上方；导向装置B、导向装置C、导向装置D、收卷装置分别位于一个旋转杆上面，导向装置C、导向装置D所在的齿轮之间空出1个齿轮；6个从动齿轮通过同一个主动传动齿轮带动；同轴固定法兰固定于真空室上方，分别与放卷装置、导向装置A、导向装置B、导向装置C、导向装置D、收卷装置的旋转杆连接，连接处装有耐磨铜套；磁粉离合器安装在电机和主动传动齿轮的传动轴之间；放卷装置和导向装置B之间安装有张力控制器，通过张力控制器所检测的张力大小值反馈来调节磁粉离合器，从而调节主动传动齿轮的转速；纤维变位装置安装在在导向装置D和收卷装置之间，对收卷的纤维进行上下往复变位；，纤维变位装置由步进电机、滑动丝杠和纤维变位杆组成，在100mm范围内往复运动，控制纤维丝线在收卷装置上均匀缠绕，在卷绕装置周围设有等离子体预清洗装置、等离子体辅助镀膜装置、矩形磁控溅射靶。 

2.根据权利要求1所述的一种纤维磁控溅射连续镀金属导电功能薄膜的装置，其特征在于： 

等离子体预清洗装置中的放电电极为中空电极，外部与13.56MHz的射频电源连接，工作气体从中空电极流过，所通工作气体为氩气和氧气混合气体，气体混合比例调节范围，氩气：氧气体积比在10:1到10:5之间调节；等离子体预清洗装置本底真 空为5.0X10^-4Pa到8.0X10^-5Pa，通过调节抽气速率以及通入工作气体流量，使射频放电预处理真空控制在3.0×10^-1Pa～8.0×10^-1Pa之间；在进行等离子体处理纤维表面时，射频功率为20-100W，纤维表面温度≤50℃，处理时间为50～70秒；距离纤维丝线距离为50mm～100mm 

纤维镀金属薄膜所用磁控溅射靶为矩形靶，其溅射的均匀区长度为200mm～1000mm，靶面距离样品之间的距离为100～200mm，样品表面温度<80℃；磁控溅射室内本底真空为8.0X10^-4Pa～8.0X10^-5Pa，通过调节抽气速率以及通入工作气体使磁控溅射工作真空度保持在3.0X10^-1Pa～5.0X10^-1Pa；磁控溅射工作电源为直流电源或射频电源，工作气体为氩气，溅射功率为40W～100W之间可调节； 

等离子体辅助沉镀膜置中的放电电极为中空电极，外部与13.56MHz的射频电源连接，工作气体从中空电极流过，所通工作气体为氩气；等离子体辅助沉镀膜置本底真空为5.0X10^-4Pa～8.0X10^-5Pa，通过调节抽气速率以及通入工作气体使射频放电预处理真空为3.0X10^-1Pa～8.0X10^-1Pa；，在进行辅助磁控溅射镀膜时，射频功率为20W～50W；距离纤维之间距离为80mm～100mm之间。 

3.根据权利要求1所述一种单丝纤维镀金属导电功能薄膜的装置，其特征在于： 

单丝纤维为各种单丝化学纤维，碳纤维、竹纤维和无纺布。 

4.应用权利要求1所述装置的方法，其特征在于步骤如下： 

将纤维丝线缠绕在放卷装置上，然后放入真空室内进行走丝，由放卷装置放出的纤维丝线先通过张力控制器在通过导向装置A和导向装置B形成对匝缠绕，使纤维多次且平行的通过等离子体清洗装置进行全面清洗、粗化；清洗后的纤维丝线由导向装置B过渡到导向装置C，导向装置C与导向装置D形成对匝缠绕，使纤维丝线多次且平行的通过等离子体辅助镀膜装置和矩形磁控溅射靶进行镀膜，完成镀膜的纤维丝线由导向装置D过渡到 纤维变位装置，通过纤维变位装置的纤维丝线收于收卷装置完成镀膜。