CN111235532A - 一种离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置及其镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置，包括：离子镀膜组件、电子束蒸发镀膜组件、被镀基材、坩埚和真空室，所述真空室左右两侧设置离子镀膜组件，所述真空室的上方设置电子束蒸发镀膜组件，所述被镀基材设置在所述真空室的中部，所述坩埚设置在所述被镀基材的下方。本发明还提供一种镀膜方法，通过离子镀膜方法在被镀基材表面上用金属离子轰击清洗打底沉积一层薄薄的金属膜层形成金属过渡层，再用大功率电子束蒸发镀膜的方法进行快速沉积形成膜层，由于金属过渡层的存在，增强了膜层组合的多元性以及增加了膜层用途的多功能性，因此，本发明提供的镀膜方法能大幅提高所镀膜层的结合力及沉积速率。
Description
技术领域
本发明属于镀膜技术领域，具体涉及一种离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置及其镀膜方法。
背景技术
在真空镀膜技术中，用磁控溅射靶、电弧靶镀膜等离子镀膜方法在镀膜时具有膜层结合力好，绕射性好等优点，同时也存在膜层沉积速度慢且膜层偏薄等缺点。使用大功率电子束蒸发镀膜的蒸发方式能大幅度提高膜层的沉积速率，弥补了离子镀膜膜层沉积速度慢且膜层偏薄等缺点，但电子束蒸发镀膜时由于金属蒸汽分子能量低，而存在被蒸发的金属膜层与被镀基材表面结合力低膜层不牢固的问题。
发明内容
为了至少解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案是提供一种离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置及其镀膜方法，以解决使用大功率电子束蒸发镀膜时被蒸发的金属膜层与被镀基材表面结合力低、膜层不牢固的问题。
为了至少实现上述目的之一，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置，包括：离子镀膜组件、电子束蒸发镀膜组件、被镀基材、坩埚和真空室，所述真空室左右两侧设置离子镀膜组件，所述真空室的上方设置电子束蒸发镀膜组件，所述被镀基材设置在所述真空室的中部，所述坩埚设置在所述被镀基材的下方。
进一步地，所述离子镀膜组件包括电弧靶或磁控溅射靶。
本发明还提供一种采用上述镀膜装置的镀膜方法，包括以下步骤：
步骤1，清洗打底，形成金属过渡层：通过离子镀膜组件，对被镀基材施加负偏压，进行离子轰击清洗打底沉积获得金属过渡层；
步骤2，蒸发镀膜：利用大功率电子束蒸发镀膜方法进行快速沉积镀膜。
进一步地，所述步骤1中，采用在被镀基材上施加负偏压，利用离子镀膜组件的蒸发方式产生大量电离的靶材蒸汽，经过偏压电场对离化后靶材蒸汽分子的加速作用后轰击被镀基材表面，对被镀基材表面进行溅射清洗和沉积镀膜打底，形成金属膜层。
进一步地，所述施加负偏压后的离子能量为10-1000电子伏。
进一步地，所述步骤1中，形成金属过渡层的靶材能够为适合于离子镀膜的金属靶材、合金靶材或化合物靶材。
进一步地，所述步骤2中，在蒸发镀膜的过程中能够继续使用离子镀膜辅助沉积方法。
进一步地，所述步骤2中，在蒸发镀膜的过程中能够利用离子镀膜辅助沉积方法向被镀基材的膜层中掺杂所需金属。
进一步地，所述的离子镀膜辅助沉积方法为利用离子镀膜组件轰击清洗打底沉积金属膜层。
本发明提供的离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置及镀膜方法与现有技术相比，有益效果在于：
通过采用离子镀膜方法在被镀基材表面上用金属离子轰击清洗打底沉积一层薄薄的金属膜层后，在被镀基材表面再形成新鲜无氧化层的金属过渡层，再用大功率电子束蒸发镀膜的方法进行快速沉积形成膜层，本方法能大幅提高所镀膜层的结合力及沉积速率。
本发明中通过形成金属过渡层，可使后续的用电子束蒸发获得的膜层与被镀基材的结合力增强；同时由于所述金属过渡层可采用适合于离子镀膜的任意金属靶材、合金靶材或化合物靶材，使得表面金属膜层与被镀基材金属之间的结合有了更多的组合方式，使得被镀基材具有更良好的耐磨性及耐腐蚀性等特殊性能。
总之，本发明提出了一种膜层与被镀基材结合力强、沉积速率高，同时由于金属过渡层的存在，增强了膜层多元化、膜层用途多功能化的离子镀膜与电子束镀膜结合的镀膜装置及其镀膜方法，其具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置结构示意图；
其中，附图标记说明如下：
1离子镀膜组件，2电子束蒸发镀膜组件，3被镀基材，4坩埚，5真空室。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下，将通过具体实施例对本发明提供的离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置及其镀膜方法作详细说明：
如图1所示，本发明所述的离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置，包括：离子镀膜组件1、电子束蒸发镀膜组件2、被镀基材3、坩埚4和真空室5，所述真空室5左右两侧设置离子镀膜组件1，所述真空室5的上方设置电子束蒸发镀膜组件2，所述被镀基材3设置在所述真空室5的中部，所述坩埚4设置在所述基材的下方。
本发明所述的离子镀膜组件1包括电弧靶或磁控溅射靶。
本发明所述根据上述镀膜装置的镀膜方法，包括以下步骤：
步骤1，清洗打底，形成金属过渡层：通过离子镀膜组件1，对被镀基材施加负偏压进行离子轰击清洗打底沉积获得金属过渡层；
步骤2，蒸发镀膜：利用大功率电子束蒸发镀膜方法进行快速沉积镀膜。
本发明所述的步骤1中，采用在被镀基材上施加负偏压，利用离子镀膜组件1的蒸发方式产生大量电离的靶材蒸汽，经过偏压电场对离化后靶材蒸汽分子的加速作用后轰击被镀基材表面，对被镀基材表面进行溅射清洗和沉积镀膜打底，形成金属膜层，使所沉积的金属膜层对被镀基材表面的附着强度大大提高；所述施加负偏压后的离子能量约为10-1000电子伏。
本发明所述的步骤1中形成金属过渡层的靶材可以为适合于离子镀膜的任意金属靶材、合金靶材或化合物靶材，使得表面金属膜层与被镀基材金属之间的结合有了更多的组合方式，使得被镀基材具有更良好的耐磨性及耐腐蚀性等特殊性能。
本发明所述的步骤2中，在蒸发镀膜的过程中可以继续使用离子镀膜辅助沉积方法，提高坩埚蒸发金属的离化率，提高对异形件镀膜的膜层均匀性。
本发明所述的步骤2中，在蒸发镀膜的过程中可以利用离子镀膜辅助沉积方法向被镀基材3膜层中掺杂所需金属。
本发明所述的离子镀膜辅助沉积方法为利用离子镀膜组件1轰击清洗打底沉积金属膜层。
本发明中通过采用离子镀膜方法在被镀基材表面上用金属离子轰击清洗打底沉积一层薄薄的金属膜层后，在被镀基材表面再形成新鲜无氧化层的金属过渡层，再用大功率电子束蒸发镀膜的方法进行快速沉积形成膜层，本方法能大幅提高所镀膜层的结合力及沉积速率。
本发明中通过形成金属过渡层，可使后续的用电子束蒸发获得的膜层与被镀基材的结合力增强；同时由于所述金属过渡层可采用适合于离子镀膜的任意金属靶材、合金靶材或化合物靶材，使得表面金属膜层与被镀基材金属之间的结合有了更多的组合方式，使得被镀基材具有更良好的耐磨性及耐腐蚀性等特殊性能。
总之，本发明提出了一种膜层与被镀基材结合力强、沉积速率高，同时由于金属过渡层的存在，增强了膜层多元化、膜层用途多功能化的离子镀膜与电子束镀膜结合的镀膜装置及其镀膜方法，其具有广泛的应用前景。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
Claims (9)
1.一种离子镀膜与电子束蒸发镀膜结合的镀膜装置，其特征在于，包括：离子镀膜组件、电子束蒸发镀膜组件、被镀基材、坩埚和真空室，所述真空室左右两侧设置离子镀膜组件，所述真空室的上方设置电子束蒸发镀膜组件，所述被镀基材设置在所述真空室的中部，所述坩埚设置在所述被镀基材的下方。
2.根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述离子镀膜组件包括电弧靶或磁控溅射靶。
3.一种采用权利要求1或2所述的镀膜装置的镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，清洗打底，形成金属过渡层：通过离子镀膜组件，对被镀基材施加负偏压，进行离子轰击清洗打底沉积获得金属过渡层；
步骤2，蒸发镀膜：利用大功率电子束蒸发镀膜方法进行快速沉积镀膜。
4.根据权利要求3所述的镀膜方法，其特征在于，所述步骤1中，采用在被镀基材上施加负偏压，利用离子镀膜组件的蒸发方式产生大量电离的靶材蒸汽，经过偏压电场对离化后靶材蒸汽分子的加速作用后轰击被镀基材表面，对被镀基材表面进行溅射清洗和沉积镀膜打底，形成金属膜层。
5.根据权利要求4所述的镀膜方法，其特征在于，所述施加负偏压后的离子能量为10-1000电子伏。
6.根据权利要求4所述的镀膜方法，其特征在于，所述步骤1中，形成金属过渡层的靶材能够为适合于离子镀膜的金属靶材、合金靶材或化合物靶材。
7.根据权利要求6所述的镀膜方法，其特征在于，所述步骤2中，在蒸发镀膜的过程中能够继续使用离子镀膜辅助沉积方法。
8.根据权利要求7所述的镀膜方法，其特征在于，所述步骤2中，在蒸发镀膜的过程中能够利用离子镀膜辅助沉积方法向被镀基材的膜层中掺杂所需金属。
9.根据权利要求8所述的镀膜方法，其特征在于，所述的离子镀膜辅助沉积方法为利用离子镀膜组件轰击清洗打底沉积金属膜层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200605 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |