[发明专利]真空管道用的磁场移动式镀膜设备及方法

说明书

本发明公开一种真空管道用的磁场移动式镀膜设备及方法，其设备包括机架、升降平台机构和磁铁组件，磁铁组件中部设有第一通孔，机架上固定安装有至少一个位于第一通孔内的真空管道，磁铁组件安装于升降平台机构上，升降平台机构安装于机架上；升降平台机构带动磁铁组件进行升降运动。其方法是将内置有靶源组件的真空管道固定安装于机架上，真空管道分段形成多个镀膜工位，磁铁组件在真空管道外周进行升降运动，按照由上至下或由下至上的方式逐个停留在对应的镀膜工位上，为真空管道的镀膜提供磁场作用。本发明可在不需要重新拆装或增设磁铁组件的情况下，实现不同长度或多根真空管道同时进行镀膜处理，且镀膜效果均匀，工作效率高。

技术领域

本发明涉及高辐射区域真空管道的磁控溅射镀膜技术领域，特别涉及一种真空管道用的磁场移动式镀膜设备及方法。

背景技术

在核能领域中，真空管道是高辐射区域常用的基础设施配件之一。超高真空系统对加速器束流寿命、热负载等性能有直接的影响作用，为了减少束流通过真空管道产生的高次模电磁场造成不稳定和发热，要求真空管道表面应尽可能光滑，而相对于常规机械加工，磁控溅射镀膜处理能够获得更良好的表面质量。镀膜时，在真空环境中，靶面阴极与真空管道间存在一定的放电气体，在电场的电离作用下产生了中能离子(几百电子伏特)，离子在与电场正交的磁场偏转下近似摆线运动，然后逐渐沉积到真空管道的内表面，形成均匀的金属表层，从而得到理想的真空管道表面；该过程中，中能离子在与放电气体碰撞后失去能量，则真空管道的温度较低，实现了高沉积密度、不致过热熔化的真空管道表面。

在实际应用中，这些真空管道的长度通常非常大，而且常常需要将多种不同长度、多种不同管径的真空管道结合使用，这就为镀膜工作带来较大的困扰。目前常将磁控溅射真空镀膜装置应用于圆形管道真空盒(即圆形真空管道)的镀膜，其大部分螺线管磁铁与靶源组装后位置固定不再发生改变。因此，若真空管道超出允许镀膜长度，就需要将这些螺线管磁铁拆卸后重新组装，以更换不同的镀膜工位，这就容易导致真空管道镀膜的厚度不均匀，同时其工作效率较低。为此，目前也有处理方式是在现有螺线管磁铁的基础上增加新的磁铁，加大磁场及靶体的长度，使其与真空管道相适应，但该处理方式不仅设备投入成本大，其通用性也差，无法跟随真空管道的实际情况变化进行灵活调整。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种真空管道用的磁场移动式镀膜设备，该设备可在不需要重新拆装或增设磁铁组件的情况下，实现不同长度或多根真空管道同时进行镀膜处理，且镀膜效果均匀，工作效率高。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述设备实现的真空管道用的磁场移动式镀膜方法。

本发明的技术方案为：一种真空管道用的磁场移动式镀膜设备，包括机架、升降平台机构和升降式的磁铁组件，磁铁组件中部设有第一通孔，机架上固定安装有至少一个真空管道，真空管道位于磁铁组件的第一通孔内，磁铁组件安装于升降平台机构上，升降平台机构安装于机架上；升降平台机构带动磁铁组件沿真空管道的轴线方向在真空管道外周进行升降运动。其中，机架作为整个镀膜设备的基础支架，主要用于支撑和安装镀膜设备的各组成机构；升降平台机构作为磁铁组件的安装基座以及升降基体，带动磁铁组件进行升降运动；真空管道的数量则根据镀膜工艺的实际需求进行设置，真空管道内置有靶源材料，且真空管道内形成密封空间(该结构与现有真空管道结构相同)。

所述磁铁组件包括磁铁本体、支撑节块、连接杆和过渡底板，磁铁本体中部设置第一通孔，磁铁本体底部设置过渡底板，过渡底板上设有与第一通孔连通的第二通孔，磁铁本体外周分布有多个支撑节块，各支撑节块之间通过多个连接杆连接并支撑固定。其中，磁铁本体为筒状结构，可为圆形筒体或矩形等其他形状的筒体结构，筒体内径则可根据镀膜工艺的需求进行设定。在对真空管道进行镀膜时，磁铁本体为镀膜工艺提供磁场作用，支撑节块与连接杆相配合，为磁铁本体提供支撑作用，加强其结构稳定性，过渡底板作为磁铁组件的安装基座，主要是为磁铁组件在下述升降平台上的安装提供一个基础结构，方便快速安装磁铁组件。