一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的制作方法

1.本发明涉及化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备。


背景技术：

2.金刚石，是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为c，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质；石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石，而随着技术的发展，可通过采用微波等离子形式进行气相沉积生产金刚石，而微波等离子气相沉积金刚石的设备则是合成金刚石极为重要的设备。
3.如申请号为202110677872.1的发明专利，公开了一种微波等离子气相沉积金刚石的设备，包括反应炉，所述反应炉内设置有反应腔，且反应炉的顶部设置有与反应腔相连通的转换器，所述转换器上连接有微波发生器，所述反应腔内设置有沉积基片台，且反应腔内壁设置有折射板，所述反应腔内壁与沉积基片台相对应位置设置有环形管，所述环形管上设置有气孔，所述反应炉的外侧设置有输气管，所述输气管通过连接装置与环形管相连通，所述连接装置包括安装在反应炉外表面的固定架以及安装在输气管上的连接架；该发明中，通过设置的连接装置，既能保证输气管路能够便捷稳定的对接安装到反应炉上，同时也可以进行便捷的拆卸工作，使用非常的灵活便捷，方便进行检修维护工作；
4.上述装置能够实现对金刚石的气相沉积，但是该申请中的环形管为固定设置，导致环形管上的出气口朝向固定，无法均匀的混合在金刚石的表面，且沉积基片台为固定设置，只能对金刚石的一面进行气相沉积，气相沉积效果不佳。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决上述背景技术中提出的问题，而提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备，包括：反应炉、转换器、微波发生器，所述转换器连接在所述反应炉的上端，所述微波发生器与所述转换器相连；夹持装置，设置在所述反应炉内，用于夹持所述金刚石；固定连接在所述反应炉内壁上的接气管；其中，所述接气管上固定连接有环形管；输气管，与所述接气管可拆卸密封相连；固定连接在所述接气管上的固定连接半环；其中，所述反应炉上固定连接有上托板，所述上托板上转动连接有滑动连接半环，所述滑动连接半环与固定连接半环转动相连；固定连接在所述滑动连接半环上的从动齿轮、出气管；转动连接在所述环形管上的中心转动轴；其中，所述中心转动轴上固定连接有转动扇叶、驱动齿轮，所述转动扇叶位于环形管内，所述驱动齿轮位于转动扇叶的上端，所述驱动齿轮与从动齿轮相啮合。
8.为了便于对金刚石进行夹持，优选地，所述夹持装置包括：对称转动连接在所述反应炉上的驱动转轴；其中，所述反应炉上固定连接有驱动电机，所述驱动转轴固定连接在所
述驱动电机的输出端，所述驱动转轴内设有滑动槽；滑动夹持杆，滑动连接在所述滑动槽内；夹持弹簧，两端分别固定连接在驱动转轴、滑动夹持杆上。
9.为了提高对金刚石的固定效果，优选地，所述滑动夹持杆上固定连接有夹持橡胶凸起。
10.为了便于对滑动夹持杆进行固定，优选地，所述中心转动轴内设有滑动腔，所述滑动腔内滑动连接有滑动板，所述上托板上固定连接有与滑动腔相通的滑动连接管；所述中心转动轴上固定连接有用于驱动滑动板下移的驱动组件；所述反应炉上固定连接有下托板，所述下托板上固定连接有盖合架，所述盖合架套接在驱动转轴上，所述驱动转轴上设有压紧环槽，所述驱动转轴上固定连接有多组与压紧环槽相通的压紧槽，所述压紧槽内滑动连接有压紧块，所述压紧块与滑动夹持杆相贴，所述滑动连接管贯穿盖合架与压紧环槽相通。
11.为了便于对滑动板进行驱动，优选地，所述驱动组件包括：固定连接在所述中心转动轴上的转动环；其中，所述转动环内设有离心槽，所述离心槽内滑动连接有离心块；滑动拉绳，两端分别固定连接在离心块、滑动板上；滑动弹簧，两端分别固定连接在中心转动轴、滑动板上。
12.为了便于对压紧块进行复位，优选地，所述压紧块上套接有压紧弹簧，所述压紧弹簧的两端分别固定连接在压紧块、压紧环槽上。
13.为了便于对固定连接半环、滑动连接半环进行密封，优选地，所述上托板上设有密封驱动槽，所述密封驱动槽与离心槽相通，所述固定连接半环与滑动连接半环之间设有密封橡胶管，所述密封橡胶管与密封驱动槽通过密封连接管相通，所述密封连接管设置在所述上托板、固定连接半环上。
14.为了便于对输气管与接气管的密封连接，优选地，所述输气管上固定连接有输气盘，所述输气盘上固定连接有插接板，所述插接板内连接有插接气囊，所述输气盘上固定连接有插接橡胶管，所述插接橡胶管与插接气囊通过插接管相通；所述接气管上固定连接有接气盘，所述接气盘内设有与插接板相匹配的插接槽，所述插接槽内设有与插接气囊相匹配的插接压板；滑动连接在所述插接槽内的插接滑板，所述插接滑板的一端固定连接有挤压弹簧，所述挤压弹簧的另一端固定连接在接气盘上。
15.为了提高夹持橡胶凸起的固定效果，优选地，所述插接槽内设有挤压气囊，所述挤压气囊上连通有挤压连接管；所述驱动转轴上设有充气环槽，所述滑动夹持杆上固定连接有与夹持橡胶凸起相通的充气管，所处充气管的另一端与充气环槽相通，所述挤压连接管贯穿盖合架与充气环槽相通。
16.优选地，所述反应炉的下端固定连接有抽气管。
17.与现有技术相比，本发明提供了一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备，具备以下有益效果：
18.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明通过设置的中心转动轴、转动扇叶，配合驱动齿轮、从动齿轮，便于对滑动连接半环进行驱动，进而使得滑动连接半环转动，进而以提高出气管对金刚石籽晶表面的喷射效果，进而提高金刚石籽晶表面气相沉积的效果，同时设置了可转动的夹持装置，能够使得金刚石籽晶转动，便于对金刚石籽晶的多个面进行喷射，提高气相沉积效果；且在对反应炉接通等离子气体
管道及对反应炉内通入等离子气体时，均可以提高夹持装置的夹持稳定性，进而提高对金刚石的气相沉积效果。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的结构示意图；
20.图2为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的剖面结构示意图；
21.图3为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的图2中a部分的结构示意图；
22.图4为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的图2中b部分的结构示意图；
23.图5为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的图4中c部分的结构示意图；
24.图6为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的滑动连接半环的结构示意图；
25.图7为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的驱动转轴的剖面结构示意图；
26.图8为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的驱动转轴的结构示意图；
27.图9为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的输气盘的结构示意图；
28.图10为本发明提出的一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备的接气盘的结构示意图。
29.图中：1、反应炉；101、转换器；102、微波发生器；103、抽气管；104、上托板；105、下托板；2、输气管；201、输气盘；202、接气盘；203、插接板；204、插接气囊；205、插接管；206、插接橡胶管；207、插接槽；208、插接压板；209、插接滑板；2091、挤压气囊；2092、挤压弹簧；2093、挤压连接管；3、接气管；301、环形管；302、固定连接半环；303、密封橡胶管；304、密封连接管；305、密封驱动槽；4、中心转动轴；4001、转动扇叶；4002、驱动齿轮；4003、转动环；401、滑动腔；402、滑动板；403、滑动弹簧；404、滑动连接管；405、滑动拉绳；406、离心块；407、离心槽；5、滑动连接半环；501、出气管；502、从动齿轮；6、驱动转轴；601、滑动槽；602、夹持弹簧；7、充气环槽；701、充气管；8、压紧环槽；801、压紧槽；802、压紧块；9、滑动夹持杆；901、夹持橡胶凸起；10、盖合架。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便
于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.实施例1：
33.参照图1-10，一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备，包括：反应炉1、转换器101、微波发生器102，转换器101连接在反应炉1的上端，微波发生器102与转换器101相连，微波发生器102发射微波，通过转换器101转换后进入反应炉1内进行反应，以提高反应的效率；固定连接在反应炉1内壁上的接气管3；其中，接气管3上固定连接有环形管301；输气管2，与接气管3可拆卸密封相连；固定连接在接气管3上的固定连接半环302；其中，反应炉1上固定连接有上托板104，上托板104上转动连接有滑动连接半环5，滑动连接半环5与固定连接半环302转动相连；固定连接在滑动连接半环5上的从动齿轮502、出气管501；转动连接在环形管301上的中心转动轴4；其中，中心转动轴4上固定连接有转动扇叶4001、驱动齿轮4002，转动扇叶4001位于环形管301内，驱动齿轮4002位于转动扇叶4001的上端，驱动齿轮4002与从动齿轮502相啮合；
34.在使用本装置时，当对反应炉1内通过等离子化学气体时，化学气体通过输气管2、接气管3进入到反应炉1内时，会先经过环形管301，再经过固定连接半环302、滑动连接半环5，最后经过出气管501排出，对金刚石籽晶进行气相沉积；
35.需要注意的是，在气体经过环形管301时，会带动转动扇叶4001转动，进而带动中心转动轴4转动，使得中心转动轴4带动驱动齿轮4002转动，通过齿轮的啮合效果，带动从动齿轮502转动，即可以带动滑动连接半环5转动，使得出气管501随着滑动连接半环5的转动而转动，进而出气管501绕着金刚石籽晶转动，以提高出气管501上等离子气体与金刚石籽晶的接触频率，接触效果，进而提高对金刚石籽晶的气相沉积效果。
36.夹持装置，设置在反应炉1内，用于夹持金刚石籽晶；具体的，夹持装置包括：对称转动连接在反应炉1上的驱动转轴6；其中，反应炉1上固定连接有驱动电机，驱动电机在图中未示出，驱动转轴6固定连接在驱动电机的输出端，驱动转轴6内设有滑动槽601；滑动夹持杆9，滑动连接在滑动槽601内；夹持弹簧602，两端分别固定连接在驱动转轴6、滑动夹持杆9上；
37.需要注意的是，滑动夹持杆9、滑动槽601的截面呈矩形设置；
38.滑动夹持杆9上固定连接有夹持橡胶凸起901；
39.在将金刚石籽晶放置在两个滑动夹持杆9之间，此时在夹持弹簧602的作用下，会推动滑动夹持杆9滑动，使得滑动夹持杆9与金刚石籽晶相贴，实现对金刚石籽晶的固定效果；
40.且在对金刚石籽晶夹持后，驱动电机会带动驱动转轴6转动，进而通过矩形的滑动槽601带动矩形的滑动夹持杆9转动，进而实现对金刚石籽晶的转动，使得金刚石籽晶的上下面均可以被气相沉积，以提高对金刚石籽晶的沉积效果、效率。
41.中心转动轴4内设有滑动腔401，滑动腔401内滑动连接有滑动板402，上托板104上固定连接有与滑动腔401相通的滑动连接管404；中心转动轴4上固定连接有用于驱动滑动板402下移的驱动组件；反应炉1上固定连接有下托板105，下托板105通过盖合架10可对驱动转轴6进行支撑，下托板105上固定连接有盖合架10，盖合架10套接在驱动转轴6上，驱动转轴6上设有压紧环槽8，驱动转轴6上固定连接有多组与压紧环槽8相通的压紧槽801，压紧
槽801内滑动连接有压紧块802，压紧块802与滑动夹持杆9相贴，滑动连接管404贯穿盖合架10与压紧环槽8相通；
42.在中心转动轴4转动时，会带动驱动组件工作，使得驱动组件带动滑动板402下移，使得滑动板402下移，进而挤压滑动腔401内的气体，气体经过滑动连接管404进入到压紧环槽8内，使得压紧环槽8内的气压增大，以挤压压紧块802滑动，使得压紧块802与滑动夹持杆9紧密相贴，防止滑动夹持杆9滑动，提高对滑动夹持杆9的固定效果即对金刚石籽晶的夹持效果；
43.即在对反应炉1内通入等离子气体时，能够提高对金刚石籽晶的夹持效果，而在不通入等离子气体时，滑动板402复位，即压紧块802对滑动夹持杆9的压紧效果消失，此时便于取出气相沉积完后的金刚石籽晶。
44.驱动组件包括：固定连接在中心转动轴4上的转动环4003；其中，转动环4003内设有离心槽407，离心槽407内滑动连接有离心块406；滑动拉绳405，两端分别固定连接在离心块406、滑动板402上；滑动弹簧403，两端分别固定连接在中心转动轴4、滑动板402上；
45.压紧块802上套接有压紧弹簧，压紧弹簧的两端分别固定连接在压紧块802、压紧环槽8上，压紧弹簧用于驱动压紧块802复位；
46.在中心转动轴4转动时，会带动转动环4003及其内的离心块406转动，此时离心块406在转动时受离心力的作用，离心块406于离心槽407内滑动，使得离心块406通过滑动拉绳405拉动滑动板402向下滑动，且离心块406设置有多组，对滑动板402的拉动效果；
47.在中心转动轴4不转动时，离心块406受到的离心力消失，此时在滑动弹簧403的作用下，滑动板402复位。
48.上托板104上设有密封驱动槽305，密封驱动槽305与离心槽407相通，固定连接半环302与滑动连接半环5之间设有密封橡胶管303，密封橡胶管303与密封驱动槽305通过密封连接管304相通，密封连接管304设置在上托板104、固定连接半环302上；
49.在离心块406滑动时，会挤压离心槽407内的气体进入到密封驱动槽305，使得密封驱动槽305内的气体经过密封连接管304进入到密封橡胶管303内，使得密封橡胶管303膨胀，使得密封橡胶管303对固定连接半环302、滑动连接半环5连接处的密封效果。
50.输气管2上固定连接有输气盘201，输气盘201上固定连接有插接板203，插接板203内连接有插接气囊204，输气盘201上固定连接有插接橡胶管206，插接橡胶管206与插接气囊204通过插接管205相通；接气管3上固定连接有接气盘202，接气盘202内设有与插接板203相匹配的插接槽207，插接槽207内设有与插接气囊204相匹配的插接压板208；滑动连接在插接槽207内的插接滑板209，插接滑板209的一端固定连接有挤压弹簧2092，挤压弹簧2092的另一端固定连接在接气盘202上；
51.在对输气管2对接气管3进行连接时，将插接板203插接入插接槽207内，使得输气盘201与接气盘202相贴；
52.再转动输气盘201，使得插接板203在插接槽207内滑动，当插接板203与插接压板208相贴时，会使得插接压板208挤压插接气囊204，使得插接气囊204压缩，插接气囊204内的气体经过插接管205进入到插接橡胶管206，使得插接橡胶管206膨胀，插接橡胶管206位于输气盘201、接气盘202之间，进而以提高对输气管2、接气管3的连接密封效果；
53.此时受挤压弹簧2092的挤压效果，会推动插接滑板209滑动，以使得插接滑板209
压紧插接板203，防止插接板203转动，提高插接板203的固定效果。
54.插接槽207内设有挤压气囊2091，挤压气囊2091上连通有挤压连接管2093；驱动转轴6上设有充气环槽7，滑动夹持杆9上固定连接有与夹持橡胶凸起901相通的充气管701，所处充气管701的另一端与充气环槽7相通，挤压连接管2093贯穿盖合架10与充气环槽7相通；
55.在插接板203插入到插接槽207内时，会挤压插接滑板209滑动，使得插接滑板209挤压挤压气囊2091压缩，进而气体经过挤压连接管2093排出进入到充气环槽7内，进而经过充气管701对夹持橡胶凸起901进入充气，膨胀，使得夹持橡胶凸起901与金刚石籽晶的贴合稳定性，防止在金刚石籽晶转动时受离心力掉落。
56.反应炉1的下端固定连接有抽气管103，能够对反应炉1内的气体进行抽出。
57.实施例2：
58.参照图1-10，一种用于金刚石生产的环保等离子体化学气相沉积设备，在使用本装置时：
59.在将金刚石籽晶放置在两个滑动夹持杆9之间，此时在夹持弹簧602的作用下，会推动滑动夹持杆9滑动，使得滑动夹持杆9与金刚石籽晶相贴，实现对金刚石籽晶的固定效果；
60.且在对金刚石籽晶夹持后，驱动电机会带动驱动转轴6转动，进而通过矩形的滑动槽601带动矩形的滑动夹持杆9转动，进而实现对金刚石籽晶的转动，使得金刚石籽晶的上下面均可以被气相沉积，以提高对金刚石籽晶的沉积效果、效率；
61.在对输气管2对接气管3进行连接时，将插接板203插接入插接槽207内，使得输气盘201与接气盘202相贴；
62.再转动输气盘201，使得插接板203在插接槽207内滑动，当插接板203与插接压板208相贴时，会使得插接压板208挤压插接气囊204，使得插接气囊204压缩，插接气囊204内的气体经过插接管205进入到插接橡胶管206，使得插接橡胶管206膨胀，插接橡胶管206位于输气盘201、接气盘202之间，进而以提高对输气管2、接气管3的连接密封效果；
63.此时受挤压弹簧2092的挤压效果，会推动插接滑板209滑动，以使得插接滑板209压紧插接板203，防止插接板203转动，提高插接板203的固定效果；
64.在插接板203插入到插接槽207内时，会挤压插接滑板209滑动，使得插接滑板209挤压挤压气囊2091压缩，进而气体经过挤压连接管2093排出进入到充气环槽7内，进而经过充气管701对夹持橡胶凸起901进入充气，膨胀，使得夹持橡胶凸起901与金刚石籽晶的贴合稳定性，防止在金刚石籽晶转动时受离心力掉落；
65.对反应炉1内通过等离子化学气体时，化学气体通过输气管2、接气管3进入到反应炉1内时，会先经过环形管301，再经过固定连接半环302、滑动连接半环5，最后经过出气管501排出，对金刚石籽晶进行气相沉积；
66.需要注意的是，在气体经过环形管301时，会带动转动扇叶4001转动，进而带动中心转动轴4转动，使得中心转动轴4带动驱动齿轮4002转动，通过齿轮的啮合效果，带动从动齿轮502转动，即可以带动滑动连接半环5转动，使得出气管501随着滑动连接半环5的转动而转动，进而出气管501绕着金刚石籽晶转动，以提高出气管501上等离子气体与金刚石籽晶的接触频率，接触效果，进而提高对金刚石籽晶的气相沉积效果；
67.在中心转动轴4转动时，会带动转动环4003及其内的离心块406转动，此时离心块
406在转动时受离心力的作用，离心块406于离心槽407内滑动，使得离心块406通过滑动拉绳405拉动滑动板402向下滑动，且离心块406设置有多组，对滑动板402的拉动效果，使得滑动板402下移，进而挤压滑动腔401内的气体，气体经过滑动连接管404进入到压紧环槽8内，使得压紧环槽8内的气压增大，以挤压压紧块802滑动，使得压紧块802与滑动夹持杆9紧密相贴，防止滑动夹持杆9滑动，提高对滑动夹持杆9的固定效果即对金刚石籽晶的夹持效果；
68.即在对反应炉1内通入等离子气体时，能够提高对金刚石籽晶的夹持效果，而在不通入等离子气体时，中心转动轴4不转动，离心块406受到的离心力消失，此时在滑动弹簧403的作用下，滑动板402复位；滑动板402复位，即压紧块802对滑动夹持杆9的压紧效果消失，此时便于取出气相沉积完后的金刚石籽晶；
69.在离心块406滑动时，会挤压离心槽407内的气体进入到密封驱动槽305，使得密封驱动槽305内的气体经过密封连接管304进入到密封橡胶管303内，使得密封橡胶管303膨胀，使得密封橡胶管303对固定连接半环302、滑动连接半环5连接处的密封效果；
70.本发明通过设置的中心转动轴4、转动扇叶4001，配合驱动齿轮4002、从动齿轮502，便于对滑动连接半环5进行驱动，进而使得滑动连接半环5转动，进而以提高出气管501对金刚石籽晶表面的喷射效果，进而提高金刚石籽晶表面气相沉积的效果，同时设置了可转动的夹持装置，能够使得金刚石籽晶转动，便于对金刚石籽晶的多个面进行喷射，提高气相沉积效果；且在对反应炉1接通等离子气体管道及对反应炉1内通入等离子气体时，均可以提高夹持装置的夹持稳定性，进而提高对金刚石的气相沉积效果。
71.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。