一種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備，包括支架、濺射鍍膜裝置、真空裝置，其中濺射鍍膜裝置設(shè)置于支架上，真空裝置與濺射鍍膜裝置一端連接，濺射鍍膜裝置中設(shè)有若干杯具工裝，可匹配不同的濺射電極，本實(shí)用新型的有益效果是：適用于不同大小和形狀的真空杯，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單好維護(hù)，連續(xù)性好，多工件同參數(shù)加工，生產(chǎn)效率高且鍍層質(zhì)量的一致性好，另外，由于濺射電極可自由更換，沉積溫度等關(guān)鍵參數(shù)可任意調(diào)整，鍍層質(zhì)量和組分可調(diào)整，而且一旦未來(lái)開(kāi)發(fā)出更先進(jìn)的抑菌鍍層，這種設(shè)備將十分有利于新抑菌鍍層的更新?lián)Q代和快速形成產(chǎn)業(yè)化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備，可適用于具有各種大小和內(nèi)壁形狀的真空杯。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，真空杯已經(jīng)進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)，市場(chǎng)上的型號(hào)、品類(lèi)也越來(lái)越豐富。真空杯的主要功能是隔熱保溫，其原理是在內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)材料之間密封具有一定真空度的真空夾層，再輔以密封頂蓋以達(dá)到降低內(nèi)外熱交換的目的。隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的有尾真空杯已經(jīng)被無(wú)尾真空杯替代，利用高溫熔封技術(shù)在大型的真空腔室中數(shù)控操作，可以不留尾管地在不銹鋼內(nèi)膽夾層中密封更高真空度的真空層，因此真空杯的保溫性能也越來(lái)越好。但與此同時(shí)，伴隨人們生活水平的提高，保健功能越來(lái)越多地成為真空杯除保暖功能以外最大的功能訴求。由于真空杯的內(nèi)部長(zhǎng)期處于密閉、溫暖和潮濕狀態(tài)，極易滋生細(xì)菌，對(duì)這一問(wèn)題通常的解決方式是使用能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的材料制造真空杯，或者在已成型的真空杯內(nèi)壁上鍍制抑菌鍍層。
[0003]銀和銅是兩種抑菌效果極佳而且非常適合制造器皿的抑菌材料，人類(lèi)應(yīng)用銀和銅來(lái)抑菌、保健的歷史十分久遠(yuǎn)。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期一些出土的青銅器皿內(nèi)就烙印了銀線和銅線；富裕的古羅馬人日常使用銀酒杯和銀餐具，這不僅因?yàn)殂y是富裕的象征，還因?yàn)檫@樣可以祛除疾?。辉缙诘挠?guó)自來(lái)水管都是銅制的，可以給自來(lái)水殺菌消毒。現(xiàn)代科學(xué)證明銀和銅的殺菌機(jī)理主要是帶正電的銀銅離子和微生物帶負(fù)電的細(xì)胞壁結(jié)合成靜電鍵，這種靜電鍵的形成改變了細(xì)胞壁的滲透性，破壞了微生物養(yǎng)分的正常攝??；另外銀納米顆粒或銀離子可以強(qiáng)烈地吸引細(xì)菌體中蛋白酶上的巰基(-SH)，迅速與其結(jié)合在一起，使蛋白酶喪失活性，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。當(dāng)細(xì)菌被滅殺后，銀又由細(xì)菌尸體中游離出來(lái)，再與其它細(xì)菌接觸，周而復(fù)始地進(jìn)行上述過(guò)程，這也是銀殺菌持久性的原因。由于這些殺菌機(jī)理都是物理過(guò)程，殺菌源不會(huì)參與人體代謝，所以也不影響人體健康。
[0004]但是銀和銅都是貴金屬，直接制作純銀或者純銅真空杯是奢侈品，無(wú)法推廣應(yīng)用。因此在不銹鋼真空杯內(nèi)壁上鍍銀或鍍銅更加經(jīng)濟(jì)和利于市場(chǎng)推廣。而且新的研究表明，使用銀和銅鍍層比直接使用塊體材料具有更好的殺菌效果。納米銀鍍層比普通銀表面具有更大的比表面積，接觸細(xì)菌的能力更強(qiáng)，釋放銀納米顆粒和銀離子的能力也更強(qiáng)，因此殺菌效果更佳。同理，日本三井化學(xué)公司的研究人員證明10~100納米厚的銅合金薄膜對(duì)于金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等幾種常見(jiàn)病菌甚至流感病毒都也具有顯著的滅殺效果。然而，市場(chǎng)上現(xiàn)有的鍍膜設(shè)備在真空杯內(nèi)壁鍍膜都存在一定的缺陷和技術(shù)瓶頸。例如，電鍍法尤其是電鍍銅銀等重金屬會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染及資源、能源損耗；一般PVD (物理氣相沉積)真空鍍膜如真空蒸發(fā)、磁控濺射和多弧離子鍍等難以實(shí)現(xiàn)較深或者復(fù)雜內(nèi)壁的均勻涂覆，甚至無(wú)法完整覆蓋，而且放置工件的位置不同也會(huì)造成鍍層質(zhì)量的巨大差異；CVD (化學(xué)氣相沉積法)雖可以實(shí)現(xiàn)均勻涂覆，但銀銅氣體源昂貴抬高了生產(chǎn)成本，無(wú)法形成產(chǎn)業(yè)化。因此，便捷、高效和低成本的真空杯內(nèi)壁鍍膜設(shè)備一旦出現(xiàn)在市場(chǎng)將會(huì)有極高的應(yīng)用價(jià)值。實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可加工不同大小、形狀的真空杯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單好維護(hù)，連續(xù)性好，可多工件同參數(shù)加工，生產(chǎn)效率高且鍍層質(zhì)量好的用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案:
[0007]—種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備，包括支架、濺射鍍膜裝置、抽真空裝置，濺射鍍膜裝置設(shè)置于支架上，抽真空裝置與濺射鍍膜裝置一端連相連，所述濺射鍍膜裝置包括，真空室、加熱裝置及若干杯具工裝，真空室固定在支架上，加熱裝置設(shè)置于真空室內(nèi)部側(cè)壁上，杯具工裝穿透真空室底端。
[0008]進(jìn)一步的，所述杯具工裝一端設(shè)置于真空室內(nèi)部，另一端設(shè)置于真空室外部，中部與真空室密封連接，杯具工裝在真空室內(nèi)一端設(shè)置有夾緊平臺(tái)與通氣孔，杯具工裝中心設(shè)有安裝孔。
[0009]進(jìn)一步的，所述述濺射鍍膜裝置還包括:濺射電極、真空杯、送氣管、氬氣閥門(mén)、濺射電源和偏壓電源，其中送氣管一端與杯具工裝通氣孔相連，送氣管另一端與真空室外的氬氣閥門(mén)連接，濺射電極安裝到杯具工裝的安裝孔中，其一端設(shè)置于真空室內(nèi)，另一端通過(guò)一導(dǎo)線與濺射電源相連，真空杯安裝到杯具工裝夾緊平臺(tái)上并通過(guò)另一導(dǎo)線與偏壓電源相連。
[0010]進(jìn)一步的，所述濺射電極為桿狀，濺射電極頂端形狀與其需要加工的真空杯杯底形狀相同。
[0011]進(jìn)一步的，所述抽真空裝置包括:高真空泵、機(jī)械泵、高真空閥門(mén)、前級(jí)閥門(mén)、旁路閥門(mén)抽真空裝置接口，其中抽真空裝置接口一端與真空室相連，另一端與高真空閥門(mén)一端相連，高真空閥門(mén)另一端與高真空泵相連，機(jī)械泵通過(guò)管道和三通接頭分別與前級(jí)閥門(mén)、旁路閥門(mén)一端相連，前級(jí)閥門(mén)另一端與高真空泵相連，旁路閥門(mén)另一端與抽真空裝置接口側(cè)壁相連，真空室頂端設(shè)有一充氣口，充氣口與充氣閥門(mén)連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述抽真空裝置還包括充氣閥門(mén)，充氣閥門(mén)與真空室頂端的充氣口連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述真空室形狀包括:正方體或長(zhǎng)方體。
[0014]在這種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備中，靶材直接作為濺射電極即陰極，而真空杯內(nèi)壁作為陽(yáng)極，極大的簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)；真空杯倒扣在桿狀的濺射電極上，不僅營(yíng)造了一個(gè)小的約束腔體來(lái)束縛輝光等離子體、降低濺射原子沉積到內(nèi)壁上的自由程，而且真空杯內(nèi)壁各處與濺射電極的距離保持相對(duì)一致，這些都保證了濺射的質(zhì)量和鍍層的均勻性；沉積溫度可控，利于控制鍍層的微觀結(jié)構(gòu)和沉積速率；真空室內(nèi)可放置多組濺射電極和真空杯，使得多個(gè)真空杯在同一工藝參數(shù)下內(nèi)鍍抑菌鍍層，既能提高生產(chǎn)效率，又能保證不同真空杯內(nèi)壁上鍍層質(zhì)量的一致性；濺射電極相對(duì)廉價(jià)、也利于更換，既降低了成本，也方便連續(xù)生產(chǎn)；另外，更換不同材質(zhì)電極可以鍍制不同成分的鍍層，因此隨著技術(shù)進(jìn)步，未來(lái)出現(xiàn)更先進(jìn)鍍層時(shí)，設(shè)備也可以快速實(shí)現(xiàn)新鍍層的制備。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型二極濺射鍍膜設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型工作流程框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0018]相反，本實(shí)用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實(shí)用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有更好的了解，在下文對(duì)本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，一種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備，包括支架、濺射鍍膜裝置、抽真空裝置，其中濺射鍍膜裝置設(shè)置于支架上，抽真空裝置與濺射鍍膜裝置一端連接；
[0020]所述濺射鍍膜裝置包括:真空室1、濺射電極2、真空杯3、送氣管4、若干個(gè)杯具工裝5、加熱裝置6，氬氣閥門(mén)13、濺射電源14和偏壓電源15，其中真空室I固定在支架上，真空室I形狀為正方體或長(zhǎng)方體但并不限于上述形狀，真空室I內(nèi)部側(cè)壁上設(shè)置有加熱裝置6，杯具工裝5穿透真空室I底端，杯具工裝5—端設(shè)置于真空室I內(nèi)部，另一端設(shè)置于真空室I外部，中部與真空室I密封連接，每個(gè)杯具工裝5在真空室I內(nèi)一端設(shè)置有夾緊平臺(tái)與通氣孔，夾緊平臺(tái)用于夾緊真空杯3，通氣孔與送氣管4 一端連接，送氣管4另一端與真空室I外的氬氣閥門(mén)13連接，杯具工裝5中心設(shè)有安裝孔，濺射電極2安裝到杯具工裝5的安裝孔中，濺射電極2為長(zhǎng)圓柱狀，其一端設(shè)置于真空室I內(nèi)，通過(guò)在安裝孔中上下調(diào)整位置來(lái)調(diào)整與真空杯3內(nèi)壁的距離，并且濺射電極2頂端形狀與其需要加工的真空杯3杯底形狀相同，使濺射電極2上每一點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的真空杯3內(nèi)壁距離相等，保證其濺射鍍膜均勻，濺射電極2另一端通過(guò)一導(dǎo)線與濺射電源14相連，真空杯3通過(guò)另一導(dǎo)線與偏壓電源15相連；
[0021]所述抽真空裝置包括:高真空泵7、機(jī)械泵8、高真空閥門(mén)9、前級(jí)閥門(mén)10、旁路閥門(mén)11和充氣閥門(mén)12、抽真空裝置接口 16，其中抽真空裝置接口 16—端與真空室I相連，另一端與高真空閥門(mén)9 一端相連，高真空閥門(mén)9另一端與高真空泵7相連，機(jī)械泵8通過(guò)管道和三通接頭分別與前級(jí)閥門(mén)10、旁路閥門(mén)11 一端相連，前級(jí)閥門(mén)10另一端與高真空泵7相連，旁路閥門(mén)11另一端與抽真空裝置接口 16側(cè)壁相連，真空室I頂端設(shè)有一充氣口，充氣口與充氣閥門(mén)12連接，用于向真空室I內(nèi)充入空氣。
[0022]如圖2所示，為本實(shí)用新型工作流程框圖，在清理好設(shè)備并置放好工件即真空杯3之后，首先啟動(dòng)設(shè)備的抽真空裝置將真空室I抽真空，具體過(guò)程是:
[0023]①關(guān)閉前級(jí)閥門(mén)10、高真空閥門(mén)9，打開(kāi)旁路閥門(mén)11、開(kāi)啟機(jī)械泵8 ;
[0024]②真空室I抽至低真空12Pa數(shù)量級(jí)時(shí)，關(guān)閉旁路閥門(mén)11，打開(kāi)前級(jí)閥門(mén)10 ；
[0025]③至前級(jí)真空度滿(mǎn)足高真空泵7 (分子泵或羅茨泵)啟動(dòng)條件時(shí)，開(kāi)啟高真空泵7，打開(kāi)高真空泵閥門(mén)9。
[0026]當(dāng)真空室I真空度升至10_4Pa數(shù)量級(jí)時(shí)，啟動(dòng)設(shè)備的濺射系統(tǒng)進(jìn)行鍍膜作業(yè)，具體過(guò)程是:
[0027]④開(kāi)啟氬氣閥門(mén)13注入氬氣，開(kāi)啟加熱器6加熱工件；
[0028]⑤當(dāng)真空室I壓力升至10°Pa數(shù)量級(jí)且工件溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟濺射電源14，開(kāi)啟偏壓電源15實(shí)現(xiàn)濺射電極2的自濺射。
[0029]實(shí)施例1:
[0030]使用這種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備在不銹鋼真空杯內(nèi)壁上鍍制納米銀鍍層。
[0031]首先超聲波清洗不銹鋼真空杯內(nèi)壁和銀電極并烘干，同時(shí)清理設(shè)備真空室和真空系統(tǒng)，將真空杯和銀電極置放在真空室內(nèi)。啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽真空至真空室真空度升至KT4Pa數(shù)量級(jí)；打開(kāi)加熱器真空杯工件至150-200°C左右并打開(kāi)氬氣閥門(mén)通入氬氣至真空室壓力為10°Pa數(shù)量級(jí)；開(kāi)啟濺射電源并調(diào)節(jié)電壓至4KV左右，開(kāi)啟偏壓電源并調(diào)節(jié)電壓至100V左右。鍍膜時(shí)間20~60分鐘。
[0032]實(shí)施例2:
[0033]使用這種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備在不銹鋼真空杯內(nèi)壁上鍍制納米銅合金鍍層。
[0034]首先超聲波清洗不銹鋼真空杯內(nèi)壁和銀電極并烘干，同時(shí)清理設(shè)備真空室和真空系統(tǒng)，將真空杯和銅合金電極置放在真空室內(nèi)。啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽真空至真空室真空度升至10_4Pa數(shù)量級(jí)；打開(kāi)加熱器真空杯工件至250-300°C并打開(kāi)氬氣閥門(mén)通入氬氣至真空室壓力為10°Pa數(shù)量級(jí)；開(kāi)啟濺射電源并調(diào)節(jié)電壓至6KV左右，開(kāi)啟偏壓電源并調(diào)節(jié)電壓至150V左右。鍍膜時(shí)間10~20分鐘。
[0035]在這種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備中，靶材直接作為濺射電極即陰極，而真空杯內(nèi)壁作為陽(yáng)極，極大的簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)；真空杯倒扣在桿狀的濺射電極上，不僅營(yíng)造了一個(gè)小的約束腔體來(lái)束縛輝光等離子體、降低濺射原子沉積到內(nèi)壁上的自由程，而且真空杯內(nèi)壁各處與濺射電極的距離保持相對(duì)一致，這些都保證了濺射的質(zhì)量和鍍層的均勻性；沉積溫度可控，利于控制鍍層的微觀結(jié)構(gòu)和沉積速率；真空室內(nèi)可放置多組濺射電極和真空杯，使得多個(gè)真空杯在同一工藝參數(shù)下內(nèi)鍍抑菌鍍層，既能提高生產(chǎn)效率，又能保證不同真空杯內(nèi)壁上鍍層質(zhì)量的一致性；濺射電極相對(duì)廉價(jià)、也利于更換，既降低了成本，也方便連續(xù)生產(chǎn)；另外，更換不同材質(zhì)電極可以鍍制不同成分的鍍層，因此隨著技術(shù)進(jìn)步，未來(lái)出現(xiàn)更先進(jìn)鍍層時(shí)，設(shè)備也可以快速實(shí)現(xiàn)新鍍層的制備。
【權(quán)利要求】
1.一種用于真空杯內(nèi)壁鍍膜的二極濺射鍍膜設(shè)備，包括支架、濺射鍍膜裝置、抽真空裝置，濺射鍍膜裝置設(shè)置于支架上，抽真空裝置與濺射鍍膜裝置一端連相連，其特征在于，所述濺射鍍膜裝置包括，真空室〔0、加熱裝置(6)及若干杯具工裝(5),真空室(1)固定在支架上，加熱裝置(6)設(shè)置于真空室(1)內(nèi)部側(cè)壁上，杯具工裝(5)穿透真空室(1)底端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述杯具工裝(5)—端設(shè)置于真空室(1)內(nèi)部，另一端設(shè)置于真空室(1)外部，中部與真空室(1)密封連接，杯具工裝(5)置于真空室(1)內(nèi)一端設(shè)置有夾緊平臺(tái)與通氣孔，杯具工裝(5)中心設(shè)有安裝孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述述濺射鍍膜裝置還包括:濺射電極0、真空杯(3).送氣管“)、氬氣閥門(mén)(口)、濺射電源(14)和偏壓電源(15),其中送氣管(4) 一端與杯具工裝(5)通氣孔相連，送氣管(4)另一端與真空室(1)外的氬氣閥門(mén)(13)連接，濺射電極(2)安裝到杯具工裝(5)的安裝孔中，其一端設(shè)置于真空室(1)內(nèi)，另一端通過(guò)一導(dǎo)線與濺射電源(14)相連，真空杯(3)安裝到杯具工裝(5)夾緊平臺(tái)上并通過(guò)另一導(dǎo)線與偏壓電源(15)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述濺射電極(2)為桿狀，濺射電極(2 )頂端形狀與其需要加工的真空杯(3 )杯底形狀相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述抽真空裝置包括:高真空泵(了)、機(jī)械泵(8),高真空閥門(mén)(幻、前級(jí)閥門(mén)(1(0、旁路閥門(mén)(11)抽真空裝置接口(16,其中抽真空裝置接口(16)—端與真空室(1)相連，另一端與高真空閥門(mén)(9)一端相連，高真空閥門(mén)(9)另一端與高真空泵(7)相連，機(jī)械泵(8)通過(guò)管道和三通接頭分別與前級(jí)閥門(mén)(川)、旁路閥門(mén)(11) 一端相連，前級(jí)閥門(mén)(10)另一端與高真空泵(7)相連，旁路閥門(mén)(11)另一端與抽真空裝置接口( 16)側(cè)壁相連，真空室(1)頂端設(shè)有一充氣口，充氣口與充氣閥門(mén)(12)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述抽真空裝置還包括充氣閥門(mén)(12 )，充氣閥門(mén)(12 )與真空室(1)頂端的充氣口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述真空室(1)形狀包括:正方體或長(zhǎng)方體。
【文檔編號(hào)】C23C14/36GK204251694SQ201420785395
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】施戈, 彭建, 陳良賢 申請(qǐng)人:北京泰科諾科技有限公司