[发明专利]一种管状物内壁双辉等离子处理装置及处理方法

权利要求书

1.一种管状物内壁双辉等离子处理装置，其特征在于：包括电极杆(1)和底盘(2)；所述底盘(2)通过第一陶瓷支柱(3)与靶材托盘(4)相连，所述底盘(2)通过第二陶瓷支柱(7)与工件托盘(8)相连；所述靶材托盘(4)上设置靶材一(5)及靶材二(6)，所述靶材一(5)、靶材二(6)为圆盘形；所述工件托盘(8)上预留与工件(9)内径相等的孔，所述工件托盘(8)上还设置空心保温罩(10)，所述靶材一(5)、靶材二(6)中间位置设置工件(9)，所述靶材一(5)、靶材二(6)、工件(9)、空心保温罩(10)的中心线重合；所述靶材托盘(4)与电极杆一(1)相连，所述工件托盘(8)与电极杆二(11)相连。

2.根据权利要求1所述的一种管状物内壁双辉等离子处理装置，其特征在于：所述第一陶瓷支柱(3)、第二陶瓷支柱(7)均为铝硅管。

3.根据权利要求1所述的一种管状物内壁双辉等离子处理装置，其特征在于：所述靶材托盘(4)包括上层和下层，所述下层与上层分别预留用于放置靶材一(5)、靶材二(6)的凹槽，所述上层的凹槽呈空心阶梯状，所述上层的凹槽最小直径与工件(9)的内径相同；所述下层的凹槽直径与工件(9)的内径相同。

4.根据权利要求1所述的一种管状物内壁双辉等离子处理装置，其特征在于：所述靶材一(5)直径比靶材托盘(4)下层的凹槽内径小0～5mm，所述靶材二(6)直径比靶材托盘(4)上层的凹槽内径小0～5mm。

5.根据权利要求1所述的一种管状物内壁双辉等离子处理装置，其特征在于：所述靶材一(5)、靶材二(6)与工件(9)的距离相同，均为15～20mm。

6.根据权利要求1所述的一种管状物内壁双辉等离子处理装置，其特征在于：所述靶材托盘(4)与底盘(2)的间距为60～70mm。

7.根据权利要求1～6任一所述的一种管状物内壁双辉等离子处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将各装配部件进行表面预处理，包括打磨、抛光、清洗、擦拭后装炉；

(b)将炉内环境抽气至低真空状态；

(c)将进气流量值调至100～110sccm，使炉内进气量与抽气量保持平衡，试验中气压稳定在36～42Pa；打开双辉试验炉上的源极、工件极电压调节开关按钮，其中源极电压为电极杆一(1)与地面间的电压，工件极电压为电极杆二(11)与地面间的电压，逐步升高源极电压至700～850V，工件极电压至420～480V，频率范围40.0～41.0Hz，使两级电流分别达到1.3A、2.3A，保温2～3.5h；逐步降低源极、工件极电压至300V后关闭两极电压电源开关，将炉内气体抽真空至10^-1Pa，最后依次关闭各项电源开关；

(d)在590～610℃退火温度下保温时间3～4h，随炉冷却至400℃后出炉，在空气中冷却。

8.根据权利要求7所述的一种管状物内壁双辉等离子处理方法，其特征在于：所述步骤(a)中，打磨为用小型打磨机打磨各装配部件表面，除去表面上溅落的粉尘；抛光为用金相砂纸由粗至细逐级打磨至2000目并机械抛光各装配部件表面；清洗为将各装配部件放至在装有丙酮或酒精的容器中进行超声波清洗，再放入等离子清洗机，通过氩等离子刻蚀进一步清洗；擦拭使用干净纱布。

9.根据权利要求7所述的一种管状物内壁双辉等离子处理方法，其特征在于：所述等离子清洗机的工艺参数为：腔室壁电压420～450V，永磁体产生的磁感应强度160～180Gs，气压0.5～0.6Pa，射频功率密度3.8～4.5W/cm²，清洗温度300～350℃，清洗1～2h。

10.根据权利要求9所述的一种管状物内壁双辉等离子处理方法，其特征在于：所述步骤(b)具体包括以下步骤：

(b1)打开与双辉试验炉相连通的冷却循环水装置，水在双辉试验炉外部循环流动，开启双辉试验炉电源，关闭放气阀后启动机械泵，将炉内环境抽至10^-1Pa以下；

(b2)打开进气阀开关，将进气流量值调至30～60sccm，此时气压示数将增大，将进气管道内气压抽真空至10^-1Pa以下；

(b3)打开氩气瓶阀门，将进气流量值调至最大示数，关闭机械泵，炉内通入氩气至190～200Pa后将进气流量值调至零，开启机械泵，再次抽真空至10^-1Pa以下，此步骤重复2～3次。