超硬材料网

　　申请号：201610920789.1
　　申请人：哈尔滨工业大学
　　发明人：白清顺 王永旭 赵航 余天凯 杜云龙 张庆春

　　摘要： 一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置。属于金刚石薄膜的化学气相沉积技术领域。为了解决真空条件下CVD金刚石薄膜在微刀具上的沉积问题。壳体上下端分别与上盖和底座可拆卸密封连接构成反应室，真空计固定在上盖上，真空计的检测端紧密穿入上盖设置在壳体内，上盖上固定有与壳体内腔相通的管路，针阀固定在上盖的管路上，针阀与管路相通，上盖的观察孔一处固定有观察窗一，上盖上设有多个冷水环槽，壳体的侧壁上的两个观察孔二处各固定有一个观察窗二，电磁阀固定在底座的进气孔处，导气管一端连接于进气箱，另一端与反应室相通，导气管上安装有导气阀门，载物台设置在反应室内并固定在底座上。本发明主要用于对沉积件微刀具表面金刚石薄膜沉积。 　　主权利要求：1.一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置，其特征在于：其组成包括真空计(1)、针阀(2)、上盖(3)、壳体(4)、底座(6)、电磁阀(7)、红外测温仪(8)、导气管(11)、导气阀门(12)、载物台(9)及三个观察窗(5)；所述的三个观察窗(5)分别是观察窗一(5-1)及两个观察窗二(5-2)；所述的壳体(4)上端和下端分别与上盖(3)和底座(6)可拆卸密封连接，由壳体(4)、上盖(3)和底座(6)组合构成反应室，所述的真空计(1)固定在上盖(3)上表面，所述的真空计(1)的检测端紧密穿入上盖(3)上的通孔设置在壳体(4)内，所述的上盖(3)上固定有与壳体(4)内腔相通的管路，所述的针阀(2)固定在上盖(3)的管路上，针阀(2)与管路相通，上盖(3)上设置有观察孔一，所述的观察孔一处设置有观察窗一(5-1)，所述的观察窗一(5-1)固定在上盖(3)上表面，上盖(3)上设有多个冷水环槽(3-3)，上盖(3)上设有导气孔一；壳体(4)的侧壁上设置有两个观察孔二，每个所述的观察孔二处均设置有一个观察窗二(5-2)，所述的两个观察窗二(5-2)固定在壳体(4)的外侧壁上，所述的红外测温仪(8)紧邻其中一个观察窗二(5-2)设置，底座(6)上设有导气孔二，所述的电磁阀(7)固定在底座(6)的导气孔二处，电磁阀(7)一端通过底座(6)上的导气孔二与反应室相通，电磁阀(7)另一端与真空泵(14)相连；所述的导气管(11)一端连接于进气箱，导气管(11)另一端紧密穿入上盖(3)上设有的导气孔通进反应室，导气管(11)上安装有导气阀门(12)，所述的导气阀门(12)设置在反应室的外部，所述的载物台(9)设置在反应室内并固定在底座(6)上。
　　2.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置，其特征在于：所述的上盖(3)由焊接上盖(3-1)和冷水槽上盖(3-2)组成，所述的焊接上盖(3-1)和冷水槽上盖(3-2)均为圆盘形状，焊接上盖(3-1)的外径小于冷水槽上盖(3-2)的外径，所述的冷水槽上盖(3-2)的上表面加工有多个与冷水槽上盖(3-2)同心的所述的冷水环槽(3-3)，每个冷水环槽(3-3)的里侧壁上均设置有豁口一，每相邻两个冷水环槽(3-3)的豁口一相隔180°设置，冷水槽上盖(3-2)的上表面设置有水槽隔墙一(3-5)，所述的水槽隔墙一(3-5)沿冷水槽上盖(3-2)的径向设置并将每个冷水环槽(3-3)一分为二，且水槽隔墙一(3-5)穿过多个冷水环槽(3-3)的豁口一中部并将每个豁口一分隔成两个进出水口3-6。
　　3.根据权利要求2所述的一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置，其特征在于：所述的冷水槽上盖(3-2)上表面靠近外边缘处设置有环形限位槽一(3-7)，所述的焊接上盖(3-1)下表面的外周边缘处设置有凸环一(3-4)，焊接上盖(3-1)的凸环一(3-4)设置在冷水槽上盖(3-2)的环形限位槽一(3-7)内，且焊接上盖(3-1)的凸环一(3-4)内侧面与冷水槽上盖(3-2)的环形限位槽一(3-7)内侧槽面相配合，冷水槽上盖(3-2)的环形限位槽一(3-7)的槽宽大于焊接上盖(3-1)的凸环一(3-4)的厚度，冷水槽上盖(3-2)的环形限位槽一(3-7)的深度大于焊接上盖(3-1)的凸环一(3-4)的高度，冷水槽上盖(3-2)与焊接上盖(3-1)焊接；焊接上盖(3-1)和冷水槽上盖(3-2)上开设有同轴的所述的观察孔一，所述的观察窗一(5-1)设置在焊接上盖(3-1)上表面并位于观察孔一处，观察窗一(5-1)固定在焊接上盖(3-1)上表面；焊接上盖(3-1)和冷水槽上盖(3-2)上分别开设有同轴的所述的通孔和所述的导气孔一。
　　4.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置，其特征在于：所述的壳体(4)由焊接壳体(4-1)和冷水槽壳体(4-2)组成，所述的焊接壳体(4-1)和冷水槽壳体(4-2)均为圆筒形状，所述的冷水槽壳体(4-2)紧密套装在焊接壳体(4-1)外侧且二者焊接，所述的冷水槽壳体(4-2)的内壁上加工有多个同轴的圆环形冷水槽(4-3)，冷水槽壳体(4-2)的侧壁上设置有进水孔(4-4)和出水孔(4-5)，所述的进水孔(4-4)设置在多个圆环形冷水槽(4-3)中位于最底部的圆环形冷水槽(4-3)的槽底面上，所述的出水孔(4-5)设置在多个圆环形冷水槽(4-3)中位于最顶部的圆环形冷水槽(4-3)的槽底面上，每相邻两个圆环形冷水槽(4-3)共用的侧壁上均加工有一个豁口二，冷水槽壳体(4-2)的内壁上竖直设置有一个水槽隔墙二(4-6)，所述的水槽隔墙二(4-6)穿过所有的豁口二设置，且水槽隔墙二(4-6)与每个豁口二之间形成一个水槽出水口(4-7)，每相邻两个圆环形冷水槽(4-3)的两个水槽出水口(4-7)错位设置。
　　5.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置，其特征在于：所述的壳体(4)的上端和下端分别设置有外沿(4-8)，上盖(3)和底座(6)与壳体(4)之间的连接分别采用多个螺钉在圆周方向上均布的形式排列固定，将上盖(3)和底座(6)与壳体(4)连接成一个封闭整体。
　　6.根据权利要求5所述的一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置，其特征在于：所述的壳体(4)的上端外沿(4-8)的上表面和下端外沿(4-8)的下表面分别设置有环形密封槽，每个所述的环形密封槽内均设置有聚四氟乙烯密封圈(10)，壳体(4)与上盖(3)和底座(6)分别通过聚四氟乙烯密封圈(10)密封。
　　7.根据权利要求6所述的一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置，其特征在于：所述的壳体(4)下端设置有凸环二(4-9)，所述的底座(6)上表面设置有环形限位槽二，所述的壳体(44)的凸环二(4-9)设置在底座(6)的环形限位槽二内，且壳体(44)的凸环二(4-9)外侧面与底座(6)上表面设置有环形限位槽二的外侧槽面相配合，底座(6)的环形限位槽二的槽宽大于壳体(4)的凸环二(4-9)的厚度，底座(6)的环形限位槽二的深度大于壳体(4)的凸环二(4-9)的高度。
　　8.根据权利要求1所述的一种用于化学气相沉积金刚石薄膜的紧凑型真空反应装置，其特征在于：所述的壳体(4)采用304不锈钢制成。