[发明专利]在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的装置和方法

权利要求书

1.一种在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的装置，其特征在于，该装置为真空装置，由两组四面矩形或正方形非平衡态磁控靶材和两个相同的带孔遮蔽板组成的真空封闭长方体或立方体连接两个张力可控的卷绕工件转架于内的真空腔体组成，其中：两组四面非平衡态靶材和两个遮蔽板形成封闭的长方体或立方体空间，两组靶材由中频脉冲或直流电源驱动在封闭的长方体或立方体空间内产生的等离子体，纤维丝/条带通过两个张力可控的卷绕工件转架从封闭空间的等离子体中心穿过并在纤维丝/条带上高速均匀地镀膜；中频脉冲/直流磁控溅射电源的阴极与靶材相接，阳极和真空腔体接地。

2.按照权利要求1所述的在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的装置，其特征在于，整个真空系统中两个非平衡靶材A、B为一组，另两个非平衡靶材C、D为一组，两组靶材单独分别使用，或者同时使用。

3.按照权利要求1所述的在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的装置，其特征在于，每组靶材背面的磁铁磁极相反，分别形成封闭的磁场，背面的磁铁使用永磁铁或者电磁铁，中间加磁轭或不加磁轭。

4.按照权利要求1所述的在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的装置，其特征在于，该装置中真空封闭长方体或立方体为一个或一个以上。

5.一种利用权利要求1所述装置在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的方法，其特征在于，采用直流电源沉积金属薄膜，采用中频脉冲磁控溅射电源沉积化合物薄膜，全对称双极性方波输出方式，占空比为5～45％，可调脉冲频率范围5～80kHz；溅射气体和反应气体由真空封闭长方体或立方体与两个张力可控的卷绕工件转架于内的真空腔体之间的连接处，进入到真空封闭的空间内产生等离子体，连续纤维丝/条带直接从等离子体中穿过，等离子体均匀地环绕在纤维丝/条带的周围，整个纤维丝/条带的表面同时被均匀地沉积上纳米薄膜。

6.按照权利要求5所述的在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的方法，其特征在于，该装置使用的靶材采用纯金属靶材：镍靶、钛靶、锌靶、铬靶、镁靶、铌靶、锡靶、铝靶、铁靶、锆靶、铜靶、银靶、钴靶、金靶、钇靶、铈靶或钼靶。

7.按照权利要求5所述的在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的方法，其特征在于，整个真空系统中两个非平衡靶材A、B为一组，另两个非平衡靶材C、D为一组，两组靶材A、B和C、D的材料相同或不同，相同的靶材适用于制备同质薄膜，不同的靶材适用于制备化合物薄膜。

8.按照权利要求5所述的在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的方法，其特征在于，该装置中真空封闭长方体或立方体为一个或一个以上，长方体或立方体分段使用，用于镀单层膜或同时镀一个以上的多层膜。

9.按照权利要求5所述的在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的方法，其特征在于，溅射气体为惰性气体，反应气体为氧气或氮气。

10.按照权利要求5所述的在连续纤维丝/条带表面高速均匀沉积薄膜的方法，其特征在于，该装置工件转架的旋转速度可调，还具有正向转或反向转功能。