应用
HFCVD 化学气相沉积金刚石的工作原理是：将含碳气氛与过饱和氢气混合，以一定方式活化，然后通过一定的气氛成分、活化能、基片温度以及基片与活化源之间的距离等。在这些条件下，底面就会沉积出一层金刚石膜。一般认为，金刚石薄膜的成核和生长可分为三个阶段：
- 含碳气体和氡气在一定温度下分解成碳原子、氢原子和其他活性游离基团。它们与基体结合，首先形成非常薄的碳化物过渡层。
- 碳原子在基质上形成的过渡层上沉积金刚石晶核。
- 形成的金刚石晶核在适当的环境下生长成金刚石微粒，然后长成金刚石薄膜。
细节和部件
技术规格
| HFCVD 技术成分 | ||
| 技术参数 | 设备组成 | 系统配置 |
| 钟罩直径 500mm，高 550mm，SUS304 不锈钢腔体；不锈钢内壁保温，提升高度 350mm。500mm，高 550mm，SUS304 不锈钢腔体；不锈钢内胆保温，提升高度 350mm； | 一套真空室（钟罩）主体（夹套水冷结构） | 真空室（钟罩）主体；腔体由优质 304 不锈钢制成；立式钟罩：夹套水冷夹套安装在钟罩的整体外围。钟罩内壁用不锈钢皮隔热，钟罩侧面固定。观察窗：水平布置在真空室中部 200mm 观察窗上，水冷、挡板、侧面和上部配置 45 度斜角、50° 观察窗（观察点与水平观察窗相同，与样品支撑平台相同）；两个观察窗保持现有位置和尺寸。钟罩底部高出工作台平面 20mm，设置冷却；平面上预留孔洞，如大阀门、放气阀、气压测量器、旁通阀等、用金属网密封，预留安装电极接口； |
| 设备工作台：长 1550* 宽 900* 高 1100 毫米 | 一套拖动样品台装置（采用双轴驱动） | 样品架装置：不锈钢样品架（焊接水冷）6位装置，可单独调节，仅上下调整，上下调整范围25mm，要求上下时左右晃动小于3%（即左右晃动上升或下降1mm小于0.03mm），且样品台上升或下降时不旋转。 |
| 极限真空度：2.0×10-1Pa； | 一套真空系统 | 真空系统：真空系统配置：机械泵+真空阀+物理放气阀+主排气管+旁通；（由真空泵供应商提供），真空阀采用气动阀；真空系统测量：膜压力。 |
| 压力上升率：≤5Pa/h； | 双通道质量流量计供气系统 | 供气系统：质量流量计由乙方配置，双向进气，流量由质量流量计控制，双向汇流后从顶部进入真空室，进气管内径为 50mm |
| 样品台移动：上下移动范围为 ± 25m，上下移动时要求左右晃动比例为 ± 3%； | 一套电极装置（2 个通道） | 电极装置：四个电极孔的长度方向与支撑平台的长度方向平行，长度方向正对直径为 200mm 的主观察窗。 |
| 工作压力：使用膜片式压力表，测量范围为0 ～ 10kPa；工作恒压在 1kPa ～ 5kPa，恒压值变化正负 0.1kPa； | 一套冷却水系统 | 冷却水系统：钟罩、电极、底板均设有循环水冷却管路，并设有水流量不足报警装置 3.7：控制系统。钟罩提升、放气、真空泵、主管路、旁路、报警、流量、气压等开关、仪表、仪器、电源均设置在支架侧面，由 14 寸触摸屏控制；设备具有全自动控制程序，无需人工干预，并可存储数据和调用数据 |
| 进气口位置：进气口位于钟罩顶部，排气口位置位于样品架正下方； | 控制系统 | |
| 控制系统：PLC 控制器 + 10 英寸触摸屏 | 一套自动压力控制系统（德国原装进口压力控制阀） | |
| 充气系统：双通道质量流量计，流量范围：0-2000sccm 和 0-2000sccm0-2000sccm和0-200sccm；气动阀门 | 电阻真空计 | |
| 3.1.10 真空泵D16C 真空泵 | ||
优点
纳米金刚石复合镀膜拉丝模以硬质合金（WC-Co）为基体，采用化学气相法（简称CVD法）在模具内孔表面镀上传统金刚石和纳米金刚石复合镀膜。涂层经过研磨和抛光后得到一种全新的产品。内孔表面涂覆的纳米金刚石复合涂层不仅具有传统金刚石涂层附着力强、耐磨损的特点，还具有纳米金刚石涂层表面平整光滑、摩擦系数小、易于研磨抛光等优点。涂层技术不仅解决了涂层附着力的技术难题，还突破了金刚石涂层表面不易抛光的瓶颈，为 CVD 金刚石膜的产业化扫清了障碍。
|
技术指标 |
传统拉丝模 |
纳米金刚石涂层拉丝模 |
|
涂层表面晶粒度 |
无 |
20~80nm |
|
涂层金刚石含量 |
无 |
≥99% |
|
金刚石涂层厚度 |
无 |
10 ~ 15 毫米 |
|
表面粗糙度 |
Ra≤0.1mm |
A 级：Ra≤0.1mm B 级Ra≤0.05mm |
|
涂层拉丝模内孔直径范围 |
Ф3 ~ Ф70mm |
Ф3 ~ Ф70mm |
|
使用寿命 |
使用寿命取决于工作条件 |
6-10 倍 |
|
表面摩擦系数 |
0.8 |
0.1 |
- 为保证设备模具升降平台的平行度和直线度，我公司专门制作了专用工装。双轴升降方式足以使两端升降±2 丝左右，从而可以制作较小的模具。
- 对于设备的工装，我公司整合了各公司在工装上的位置，瞄准模具的工装和工艺。工装夹具好，稳定可靠，精度高，操作方便。
- 对于设备的截止阀，其他厂家使用的是挡板阀，不能线性调节（即一打开，间隙就迅速增大）。我公司根据截止阀和稳压控制原理进行设计，使截止间隙可线性调节，实现稳压控制；
- 全自动控制系统根据计算机算法自动控制压力；可减少操作人员的随意性，使过程更加保密。节省人力，同一规格的模具质量一致性更理想；
- 为保证提升钟罩的稳定性，我公司采用了自润滑轴承，使转动更加灵活，无卡死现象。基本工艺，金刚石涂层可根据每个客户的金刚石涂层工艺进行制作。
警告
操作员安全是最重要的问题！ 请小心操作设备。 使用易燃易爆或有毒气体是非常危险的，操作人员在启动设备之前必须采取所有必要的预防措施。 反应器或室内正压工作是危险的，操作人员必须严格遵守安全规程。 使用空气反应材料时，尤其是在真空下，也必须格外小心。 泄漏会将空气吸入设备并导致发生剧烈反应。
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