[发明专利]一种使用脉冲激光法在内腔表面镀膜的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内腔镀膜的装置与方法，特别是针对炮管、枪膛、波导内腔的特殊要求，制备相应的各种功能性薄膜，如耐磨、耐高温、导电薄膜的装置与方法。

背景技术

炮管的寿命会受到火炮发射时的热烧蚀、化学烧蚀以及机械磨损等多种因素的影响，现代火炮系统的性能要求继续朝着高初速、高射速、高膛压和远射程的方向发展，为了实现这些性能，必须要采用高火焰温度的现代发射药，可是，这些发射药具有极高腐蚀。这就要求在炮管、枪膛内表面制备耐高温、防腐涂层。

随着通讯技术向高频段和大功率方向的发展，复材波导内腔表面电性能差，慢慢无法满足信号传输使用要求，所以提高内腔表面电性能成为当务之急，采用脉冲激光法在内腔表面镀导电膜可提高电性能。目前在现有技术中使用包括激光器、平面镜、凸透镜，真空室、靶材的装置通过脉冲激光法镀膜已经是一种成熟的技术，但未见有采用脉冲激光法在内腔表面镀膜的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用脉冲激光法在内腔表面镀膜的装置与方法，利用本发明可在内腔表面镀各种功能薄膜，如在复材波导内表面镀金属导电膜；枪炮内膛表面镀耐高温防护薄膜；常用管材内表面镀耐腐蚀薄膜。

本发明所述装置包括激光器、平面镜、凸透镜，真空室、靶材、水冷管，还包括连动装置，工件架，导轨，其中导轨与真空室壁连接，工件架设有可沿导轨运动的滚轮，工件架一端与连动装置相连接，通过连动装置可以带动工件架在导轨上运动。

连动装置可以设置在真空室内部或者外部；设置在外部有利于连动装置的控制和维护。

本发明所述装置还可以包括连接在真空室壁的加热器，设置加热器可以提高薄膜质量。

使用本发明所述装置可以实现脉冲激光内腔镀膜，且能实现多种薄膜沉积。

本发明还提供了一种采用脉冲激光法在内腔表面镀膜的方法，包括以下步骤：

(1)化学清洗：首先采用绸布蘸丙酮/乙醇对工件内表面进行多遍擦洗，直到绸布颜色不再发生明显变化为止；或者将待镀件置于超声清洗装置中，根据待镀件的特性，用丙酮或、乙醇等其他溶液清洗；

(2)抽真空：使真空室4中保持适当真空；

(3)通过加热器6加热，以提高薄膜质量；

(4)沉积薄膜：在脉冲激光镀膜过程中，激光器14发射的激光通过平面镜1反射，由凸透镜2聚焦到靶面上；待镀件5在连动装置11的带动下，沿真空室轴向运动；靶材7绕自身轴10旋转。当待镀件5从一端移动到另一端，完成其内腔镀膜过程。如果待镀件比较长，可从一端移动到中间位置，待待镀件调转方向后完成薄膜沉积过程。

(5)镀膜过程结束，待降温后，放气，取下工件。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1平面镜，2凸透镜，3窗口，4真空室，5待镀件，6加热器，7靶材，8水冷管，9密封圈，10旋转轴，11连动装置，12工件架，13导轨，14激光器。

具体实施方式

图1为实现本发明的一个实例，包括激光器14、平面镜1、凸透镜2，真空室4、加热器6、靶材7、水冷管8，连动装置11，工件架12，导轨13，其中导轨13与真空室壁连接，工件架12设有可沿导轨13运动的滚轮，连动装置11一端与工件架12连接，另一端设置在真空室4外部。通过连动装置11可以带动工件架12在导轨13上运动。

使用本发明所述装置，采用脉冲激光法在内腔表面镀膜的方法是：

(1)化学清洗：首先采用绸布蘸丙酮/乙醇对工件内表面进行多遍擦洗，直到绸布颜色不再发生明显变化为止；或者将待镀件置于超声清洗装置中，根据待镀件的特性，用丙酮或、乙醇等其他溶液清洗；

(2)抽真空：使真空室4中保持适当真空；

(3)通过加热器6加热，以提高薄膜质量；

(4)沉积薄膜：在脉冲激光镀膜过程中，激光器14发射的激光通过平面镜1反射，由凸透镜2聚焦到靶面上；待镀件5在连动装置11的带动下，沿真空室轴向运动；靶材7绕自身轴10旋转。当待镀件5从一端移动到另一端，完成其内腔镀膜过程。如果待镀件比较长，可从一端移动到中间位置，待待镀件调转方向后完成薄膜沉积过程。

(5)镀膜过程结束，待降温后，放气，取下工件。