[发明专利]高温真空蒸发离化镀膜装置及其操作方法

说明书

本发明为高温真空蒸发离化镀膜装置及其操作方法，涉及镀膜技术领域，包括高温真空密闭的炉体，设于炉体内部的蒸发源，一端伸入炉体内部的电子枪，所述电子枪发射出的电子束射入蒸发源内使得镀层金属蒸发；所述电子枪包括金属套管、可自持放电的中空钽管；所述中空钽管与金属套管之间还设置有导通连接两者的固定锁母；所述金属套管进气口处插设有用于通入工作气体的气体通管；所述蒸发源与电子枪分别与电源的正极、负极连接。本发明拓宽了电子枪的使用范围，加大了蒸镀的功能涂层的适用领域，并且本发明的装置可以大大增加了工作气体的电离效率。

技术领域

本发明涉及镀膜技术领域，具体是高温真空蒸发离化镀膜装置及其操作方法。

背景技术

现有技术中，物理方法产生薄膜材料的技术，在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上，在材料表面镀功能涂层。此项技术最先用于生产光学镜片，如航海望远镜镜片等。现有技术中的蒸发镀膜仅适用低温状态下，用于在非金属表面镀膜，对于较高温度下对工件的镀膜的设备或是方法还未见有相关报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供高温真空蒸发离化镀膜装置及其操作方法。

为了实现本发明的一个目的，本发明采用了以下技术方案：高温真空蒸发离化镀膜装置，包括高温真空密闭的炉体、设于炉体内部的蒸发源、电子射出端伸入炉体内部的电子枪，所述电子枪发射出的电子束射入蒸发源内使得镀层金属蒸发；所述电子枪包括金属套管与可自持放电的中空钽管；所述中空钽管一端通过固定锁母与金属套管端部导通连接，另一端用于射出电子束；所述金属套管进气口处插设有用于通入工作气体的气体通管；所述蒸发源与电子枪分别与电源的正极、负极电性连接；所述炉体内设有待镀件。

作为优选的，所述金属套管内还设置有用于对气体通管进行冷却的冷却回路；所述蒸发源底部设置有水冷回路。

作为优选的，位于炉体内部的所述金属套管的管身套设有设有用于与炉体绝缘的绝缘套管，金属套管的端部设有与金属套管不相接触的保护套；所述保护套与金属套管间设有连接两者并用于防止两者短接的陶瓷绝缘子。

作为优选的，所述保护套为一端密封的筒状；保护套套设在金属套管端部，并于开口处与绝缘套管封接。

作为优选的，所述金属套管为铜制材料；所述气体通管为铜制材料；所述工作气体为氩气，或是氩气与氧气、氮气、乙炔三者中的至少一种组成的混合气体；所述蒸发源为装载有至少一种镀层金属的坩埚；所述绝缘套管为玻璃管；所述保护套为铜制材料；所述固定锁母为钼金属材料。

作为优选的，所述坩埚设置有至少一个用于放置镀层金属的凹槽；自持放电后的所述中空钽管射出电子束的一端指向任意一个凹槽；所述坩埚底部设有一端延伸出炉体外的转轴。所述转轴或是坩埚与电源的正极连接。

作为优选的，所述凹槽内放置的镀层金属为过渡金属或过渡金属的合金；例如，Ti、TiAl、TiAlSi、CrAl、CrALSi、Cr、Zr中的至少一种。

本发明的另一个目的在于提供高温真空蒸发离化镀膜装置的操作方法，包括以下步骤：1)、控制炉体内真空度为3x10^-1～9x10^-1Pa，控制温度为300～450℃；由气体通管向密闭炉体内通入氩气，待炉体内部的气压达到设定值时；打开电源，电源产生2700～3300V的脉冲电压，高压作用下钽管内部的氩气被电离成氩离子和电子；

2)、氩离子随气流进入钽管内，待钽管红热后，氩气被不断的电离，氩离子和电子作用于钽管内壁，钽管形成持续稳定的自持放电，氩气被不断电离；钽管自持放电，发出的电子束打入坩埚内的镀层金属，坩埚内温度升高至镀层金属吸热后蒸发，对炉体内的待镀件进行镀层；

3)钽管放电稳定后，控制电压/电流均为恒定值。