一种磁控溅射微纳米粉体镀膜布料装置的制作方法

本发明涉及一种粉体镀膜技术，特别是一种磁控溅射微纳米粉体镀膜布料装置。

背景技术：

微纳米粉体镀膜具有广泛的用途，如，在各类电磁屏蔽方法中，以镍、铁为金属填料的电磁屏蔽涂料因其成本低、工艺简便、适用性强、无需特殊设备等优点，在电磁屏蔽材料中最受青睐。但是常规铁粉容易被氧化，制备而成的电磁屏蔽涂料效果差；而用镍粉不容易被氧化，由微米镍粉制备而成的涂料导电性能虽然较好，但可屏蔽的电磁波频率比较窄。针对上述问题，在铁粉上面进行镀镍包覆，即可解决常规铁粉的氧化问题。还有锂电池负极材料石墨、钛酸锂等微纳米颗粒材料进行镀硅薄膜，可以增大负极材料的比能量。微纳米粉体镀膜的方法较多，有化学法和物理法两大类，化学法存在镀液对环境的污染问题，物理法对环境较为友好。磁控溅射技术属物理法的一种，磁控溅射技术是氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响，被束缚在靠近靶面的等离子体区域内，该区域内等离子体密度很高，二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动，该电子的运动路径很长，在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材，经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束缚，远离靶材，最终沉积在被镀的基材上。但是现有的磁控溅射镀膜设备大多数针对两维材料的平面进行镀膜，现有的现有的磁控溅射镀膜设备用于微纳米粉体镀膜需要克服物料飞扬，还要尽可能的使每个微颗粒在镀膜时都有机会充分暴露其表面，使得每个微颗粒都有机会沉积上靶溅射出的原子，并尽可能地让其沉积的概率相等。

技术实现要素：

本发明是要提供一种克服物料飞扬，还要尽可能的使每个微颗粒在镀膜时都有机会充分暴露其表面，使得每个微颗粒都有机会沉积上靶溅射出的原子的磁控 溅射微纳米粉体镀膜布料装置，磁控溅射微纳米粉体镀膜布料装置是安装在现有磁控溅射镀膜设备镀膜真空室中，在常规操作方法使用磁控溅射镀膜设备即可使微纳米粉体都有机会沉积上靶溅射出的原子，从而实现微纳米粉体镀膜的目的。

实现发明的技术方案

腔盖安装送料仓、受集斗，腔座安装电机、收料瓶，腔盖外径与腔座外径对齐相嵌组成封闭腔，腔盖与腔座组成的封闭腔内安装布料盘。

所述的布料盘有环形凹槽、出料孔，出料孔的圆心与环形凹槽中心环线相交。

所述的送料仓，是盛放需要镀膜的微纳米粉体，送料仓下方小径段安装于腔盖的布料孔，布料孔的出口对准环形凹槽。

所述的受集斗，是受集靶溅射出的原子喇叭筒型结构，受集斗的下方喇叭筒小径出口是靶溅射出的原子汇集出口，汇集出口对准环形凹槽，安装于腔盖上。

所述的电机安装于腔座圆心位置，电机驱动布料盘顺时针旋转。

所述的收料瓶，是收集布料盘环形凹槽已完成的镀膜的微纳米粉体，收料瓶入口圆心与环形凹槽中心环线相交，安装于腔座上，收料瓶的排气口置上方小径。

所述的腔盖，有布料孔、刮平板、落料孔、档刮板；

所述的布料孔是送料仓所盛放的需要镀膜微纳米粉体出口，需要镀膜微纳米粉体经布料孔进入布料盘环形凹槽。

所述的刮平板是将微纳米粉体经布料孔进入布料盘环形凹槽后刮平且刮至薄层，在电机驱动布料盘顺时针旋转时，布料盘环形凹槽的微纳米粉即被刮成平面薄层，微纳米粉体薄层层厚度尺寸，由刮平板下端边界与布料盘环形凹槽之间的间隙大小确定，刮平板下端边界与布料盘环形凹槽的间隙越小，微纳米粉体薄层就越薄，使得每个微颗粒在镀膜时都能充分暴露其表面，最大概率的使微纳米粉体都有机会沉积上靶溅射出的原子。

所述的落料孔是受集斗的下方喇叭筒小径连接腔盖上安装孔，是靶溅射出的原子汇集出口，受集斗的上方喇叭筒大径与靶相向安装，受集斗径向的氩气进入 管与磁控溅射镀膜设备的氩气注入口相向对准安装，进入氩气时，受集斗径内壁导流效应，氩气流沿着受集斗喇叭筒内壁旋流，受集斗径向的氩气进管与受集斗垂直中心线夹角≤85°，氩气气流以向下倾角流动，在腔座下方安装的收料瓶的排气口的排气导流作用，氩气流沿受集斗喇叭筒内壁旋流向下流向，受集斗的上方喇叭筒大径即形成向下气流，在受集斗的上方喇叭筒大径即形成向下气流的导流作用，靶溅射出的原子就会受到导流作用，流入受集斗，靶溅射出的原子进入受集斗后经落料孔进入布料盘环形凹槽，布料盘环形凹槽分布的微纳米粉体就会形成靶溅射出的原子沉积附着，布料盘由电机驱动不断顺时针旋转，布料盘环形凹槽分布的微纳米粉体就会不断地送入受集斗下方落料孔区，微纳米粉体不断地送入受集斗下方落料孔区，即形成连续镀膜。

所述的档刮板，是将镀膜完成的微纳米粉体档刮，刮入出料孔，经出料孔进入收料瓶。布料盘由电机驱动不断顺时针旋转输运，镀膜后微纳米粉体随着布料盘由电机驱动不断顺时针旋转输运，镀膜完成的微纳米粉体即被安装于出料孔右侧的档刮板不断刮入出料孔进入收料瓶。

所述的收料瓶的排气口与现有磁控溅射镀膜设备镀膜真空室中真空泵抽口对准安装，抽速大小可以通过抽真空管路中的调节阀调节。

本发明的积极效果

本发明磁控溅射纳米粉体镀膜布料装置是利用现有磁控溅射镀膜设备增加粉体布料装置，即可应用于微纳米粉体镀膜，为微纳米粉体新材料的研究提供了新的技术手段。

附图说明

图1是本发明磁控溅射纳米粉体镀膜布料装置结构示意图

图中，1电机、2布料盘、3g腔盖、3z腔座、4送料仓、5受集斗、5-1氩气进口管、6收料瓶、6-1排气口。

图2是图1的俯视图

图中，3g腔盖、4送料仓、5受集器、5-1氩气进口管、5-3汇集出口。

图3是图1的仰视图

图中，1电机、3z腔座、6收料瓶、6-1排气口。

图4是图1的A-A剖视图

图中，2布料盘、2-1环形凹槽、2-2出料孔、2-3电机轴孔、3z腔座、D、环形凹槽中心环线。

图5是图1的B-B剖视图

图中，3g腔盖、3-1布料孔、3-2刮平板、3-3落料孔、3-4档刮板。

图6是受集器工作原理示意图

图中，5-1氩气进入管、5-2收集口、5-3汇集出口、a2氩气进入管中心线与受集器垂直中心线夹角度83°

图7是图6的C-C剖视图

图中，5-1氩气进入管，置受集器径向。

图8是图5的C-C剖视图

图中，4送料仓、5受集斗、5-1氩气进气管、3g腔盖、3-2刮平板、3-4当刮板。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明

如图1所示，腔盖3g安装送料仓4、受集斗5，腔座3z安装电机1、收料瓶6，腔盖3g外径与腔座3z外径对齐相嵌组成封闭腔，腔盖3g与腔座3z相嵌组成封闭腔内安装布料盘2。

如图2所示，所述的送料仓4、受集斗5的汇集出口5-3安装于腔盖3g，送料仓4的小径段出口对准布料盘2的环形凹槽2-1。

如图3所示，所述的电机1安装于腔座3z圆心位置，收料瓶6安装于电机1径向右侧。收料瓶6的排气口6-1置收料瓶6的上方小径段。

如图4所示，所述的布料盘2有环形凹槽2-1、出料孔2-2的圆心与环形凹槽中心环线D相交，布料盘2下方是腔座3z，布料盘2圆心有电机轴孔2-3。

如图5、所述的腔盖3g的布料孔3-1对准环形凹槽，布料孔3-1的右侧是刮平板3-2，刮平板3-2套入环形凹槽2-1，腔盖3g的落料孔3-3对准环形凹槽，档刮板3-4置于落料孔3-3的右侧方向，套入环形凹槽2-1。

当镀膜的粉体从送料仓4经布料孔3-1落入布料盘2的环形凹槽2-1，随电机1驱动布料盘2旋转，落入布料盘2环形凹槽2-1的粉体被刮平板3-2刮至薄层，并刮平，布料盘2继续旋转，环形凹槽2-1的微纳米粉体即进入受集斗5下方的汇集出口5-3，受集斗5的收集口5-2与磁控溅射设备的靶相向，靶溅射出的原子经受集斗5的收集口5-2进入落料孔3-3，收料瓶6的排气口6-1排气导流作用下，使得靶溅射出的原子与布料盘2的环形凹槽2-1的微纳米粉体汇集，靶溅射出的原子与粉体汇集即沉积在微纳米粉体表面。

如图4、图5、图8所示，随着电机1驱动布料盘2继续旋转，环形凹槽2-1的已经镀膜的微纳米粉体即进入档刮板3-4位，档刮板3-4将已经镀膜的微纳米粉体刮档，即经出料孔2-2进入收料瓶6。

如图6、图7所示，将受集斗5的氩气进入管5-1与磁控溅射镀膜设备的氩气注入口相向对准安装，磁控溅射镀膜设备镀膜工作时，总是不断输入氩气，受集斗5径向的氩气进管5-1进入氩气时，受集斗5径内壁导流效应，氩气流沿着受集斗5喇叭筒内壁旋流，受集斗5径向的氩气进入管5-1与受集斗5垂直中心线夹角a≤85°，氩气气流以向下倾角流动，在腔座3z下方安装的收料瓶6的排气口6-1排气导流作用，氩气流沿受集斗5喇叭筒内壁旋流向下流向，受集斗5的上方喇叭筒大径即形成向下气流，在受集斗5的上方喇叭筒大径即形成向下气流的导流作用，靶溅射出的原子就会受到受集斗5的喇叭筒大径导流作用流入受集斗5，靶溅射出的原子进入受集斗5后经落料孔3-3进入布料盘2环形凹槽2-1，布料盘2环形凹槽2-1分布的微纳米粉体就会形成靶溅射出的原子沉积附着。