[实用新型]多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置

权利要求书

1.多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置，其特征在于，该装置包括偏压电源（1）、弧电源（2）、电弧离子镀靶源（3）、多级磁场装置（4）、多级磁场电源（5）、内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）、正偏压电源（7）、样品台（8）、偏压电源波形示波器（9）和真空室（10），内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）与真空室（10）和多级磁场装置（4）之间绝缘；待处理基体工件置于真空室（10）内的样品台（8）上，工件和样品台（8）接偏压电源（1）的负极输出端，电弧离子镀靶源（3）安装在真空室（10）上，接弧电源（2）的负极输出端，多级磁场装置（4）的各级磁场接多级磁场电源（5）的各个输出端，正负极接法依据输出磁场方向进行确定，内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）接正偏压电源（7）的正极输出端，电弧离子镀靶源（3）和多级磁场装置（4）通过水冷方式避免工作过程中的温度升高问题。

2.根据权利要求1所述的多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置，其特征在于，内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）与多级磁场装置（4）之间活动绝缘装配在一起，内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）视表面污染程度及时拆卸清理和安装，避免了无衬板状态下多级磁场装置（4）的管内壁污染和难于清理的问题；内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）的直管长度H和多级磁场装置（4）的长度相同，直管的内径D大于电弧离子镀靶源（3）的外径，外径小于多级磁场装置（4）的内径；内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）中的多孔挡板间距与多级磁场装置（4）的各级磁场长度相配合，直管和多孔挡板通过螺栓螺母连接固定在一起，多孔挡板配合直管的内径D设计挡板大小、挡板间距和结构组合，挡板通过螺栓连接和利用螺母进行位置固定，便于拆解组装和清理污染物，多孔挡板中的孔径大小、类型及各级挡板的结构组合根据不同靶材和工艺参数进行选择；内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）中直管和多孔挡板的材料选择无磁性、耐清理的304不锈钢材料，直管根据长度和刚度需要选择合适的厚度，多孔挡板根据孔径的大小、类型和各级挡板的结构布局，按照实际设计参数加工。

3.根据权利要求1所述的多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置，其特征在于，在镀膜过程中，配合偏压电源（1）、弧电源（2）、电弧离子镀靶源（3）、多级磁场装置（4）和多级磁场电源（5）使用，正偏压电源（7）开启，内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）保持直流正偏压，利用电场抑制机理，对带负电荷的大颗粒进行有效吸引清除，对带正电荷的沉积离子排斥，提高出口处等离子体的传输效率；正偏压电源（7）调整输出电压，内衬正偏压直管和多孔挡板复合型装置（6）对大颗粒进行吸引，对沉积离子进行排斥，减少等离子体在复合型装置传输过程中的损耗，提高等离子体的传输效率和薄膜的沉积速度；正偏压电源（7）的电压为0 ~ +200V，直流电压电源，在沉积过程中对大颗粒缺陷产生持续稳定的吸引，大大减少大颗粒通过多级磁场装置（4）到达薄膜表面的机率。

4.根据权利要求1所述的多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置，其特征在于，所使用装置还包括偏压电源波形示波器（9），显示偏压电源（1）发出的脉冲电压和电流波形，通过调整偏压电源（1）的输出波形，对从多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置中传输过来的镀膜离子进行有效吸引，进行样品表面薄膜的沉积和控制沉积靶材元素在薄膜中的比例，实现对等离子体能量的调节和残留的大颗粒缺陷进行电场排斥清除。

5.根据权利要求1所述的多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置，其特征在于，偏压电源（1）输出脉冲为单脉冲、直流脉冲复合或多脉冲复合。

6.根据权利要求1所述的多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置，其特征在于，该装置以单套或者多套组合来制备纯金属薄膜、不同元素比例的化合物陶瓷薄膜、功能薄膜及具有纳米多层或梯度结构的优质薄膜。

7.根据权利要求1所述的多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置，其特征在于，该装置结合采用传统直流磁控溅射、脉冲磁控溅射、传统电弧离子镀和脉冲阴极弧与直流偏压、脉冲偏压或直流脉冲复合偏压装置进行薄膜沉积，来制备纯金属薄膜、不同元素比例的化合物陶瓷薄膜、功能薄膜及具有纳米多层或梯度结构的优质薄膜。

8.根据权利要求1所述的多级磁场电弧离子镀的内衬直管和多孔挡板复合型装置，其特征在于，工作气体选用氩气，或工作气体选用氮气、乙炔、甲烷、硅烷或氧气中一种或多种的混合气体，来制备纯金属薄膜、不同元素比例的化合物陶瓷薄膜、功能薄膜及具有纳米多层或梯度结构的优质薄膜。