CN211872084U - 一种化学气相沉积装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种化学气相沉积装置，包括：壳体，壳体内设置有沉积腔；置料板，置料板设置在沉积腔内，用于放置需要气相沉积的衬底；感应线圈，感应线圈设置在沉积腔内部且位于置料板下方，感应线圈用于产生感应磁场。本实用新型的化学气相沉积装置，根据多元耦合场沉积法的原理设计了一种化学气相沉积装置，主要用于板状件的化学气相沉积，感应线圈在电流的作用下产生变化的感应磁场通过置料板，使置料板产生感应电流发热，热量传递给衬底形成沉积所需要的温度。因为衬底处于感应磁场中，感应磁场吸引碳氢化合物裂解产生的自由基等粒子向衬底运动，增加了自由基等粒子与沉积表面的碰撞几率，从而使沉积速率得到了极大的提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学气相沉积技术领域，特别涉及一种化学气相沉积装置。
背景技术
化学气相沉积法是生产碳碳、碳化硅等复合材料的常用方法，碳碳复合材料和碳陶复合材料因其强度高、使用温度高等一系列的优越性能被应用于航天航空领域，化学气相沉积法是制备复合材料的主要方法之一，采用化学气相沉积法制备的复合材料具有纯度高，力学性能好等一系列优点，但目前最大的问题是成型周期长，成本高。
实用新型内容
(一)实用新型目的
本实用新型的目的是提供一种化学气相沉积装置以解决上述问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种化学气相沉积装置，包括：壳体，所述壳体内设置有沉积腔，所述壳体设置有进气口和排气口；置料板，所述置料板设置在所述沉积腔内，用于放置需要气相沉积的衬底；感应线圈，所述感应线圈设置在所述沉积腔内部且位于所述置料板下方，所述感应线圈用于产生感应磁场。
进一步地，所述置料板设置有气相物质通过孔，所述气相物质通过孔用于增加所述衬底与所述气相物质的接触面积。
进一步地，所述气相物质通过孔为多个，多个所述气相物质通过孔为沿所述置料板轴向开设的通孔。
进一步地，所述气相物质通过孔均匀分布在所述置料板上。
进一步地，所述置料板的所在平面与所述感应线圈的所在平面平行，且同心。
进一步地，所述感应线圈与交流电源连接，所述交流电源的频率范围为： 10-50HZ。
进一步地，所述进气口设置在所述壳体的顶面；所述排气口设置在所述壳体的底面。
进一步地，所述壳体的内部设置有保温层，所述保温层包围形成保温腔，所述置料板设置在所述保温腔内部；所述进气口使所述保温层的内部与壳体的外部连通，所述排气口使所述保温层的内部与壳体的外部连通。
进一步地，所述感应线圈设置在所述保温腔外部。
进一步地，所述壳体为内部设有水冷夹层，所述水冷夹层上设有进水口和出水口。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本实用新型的化学气相沉积装置，根据多元耦合场沉积法的原理设计了一种化学气相沉积装置，主要用于板状件的化学气相沉积，感应线圈在电流的作用下产生变化的感应磁场通过置料板，使置料板产生感应电流发热，热量传递给衬底形成沉积所需要的温度。因为衬底处于感应磁场中，感应磁场吸引碳氢化合物裂解产生的自由基等粒子向衬底运动，增加了自由基等粒子与沉积表面的碰撞几率，从而使沉积速率得到了极大的提高。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施方式的化学气相沉积装置的结构示意图。
图2是根据本实用新型一实施方式的置料板的结构示意图。
图3是根据本实用新型一实施方式的感应线圈的结构示意图。
附图标记：
1：壳体；11：沉积腔；12：进气口；13：排气口；14：水冷夹层；141：进水口；142：出水口；15：保温层；151：保温腔；2：置料板；21：气相物质通过孔；3：衬底；4：感应线圈；5：交流电源。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
在附图中示出了根据本实用新型实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
图1是根据本实用新型一实施方式的化学气相沉积装置的结构示意图。
图2是根据本实用新型一实施方式的置料板的结构示意图。
图3是根据本实用新型一实施方式的感应线圈的结构示意图。
如图1、图2和图3所示，在本发明一实施例的一个实施方式中，提供一种化学气相沉积装置，其特征在于，包括：壳体1，壳体1内设置有沉积腔11，壳体1设置有进气口12和排气口13置料板2，置料板2设置在沉积腔11内，用于放置需要气相沉积的衬底3，感应线圈4，感应线圈4设置在沉积腔11内部且位于置料板2下方，感应线圈4用于产生感应磁场。本实用新型的化学气相沉积装置，根据多元耦合场沉积法的原理设计了一种化学气相沉积装置，主要用于板状件的化学气相沉积，感应线圈4在电流的作用下产生变化的感应磁场通过置料板2，使置料板2产生感应电流发热，热量传递给衬底3形成沉积所需要的温度。因为衬底3处于感应磁场中，感应磁场吸引碳氢化合物裂解产生的自由基等粒子向衬底3运动，增加了自由基等粒子与沉积表面的碰撞几率，从而使沉积速率得到了极大的提高。
温度场，浓度场，感应磁场等多元物理场的有机耦合是快速增密的有效途径，本申请通过设计，使衬底3处于多元耦合场内，达到了快速沉积增密的目的。
在一可选实施例中，感应线圈4为螺线状，中心连接线和外圈连接线与交流电源5连接。
在一可选实施例中，置料板2设置有气相物质通过孔21，气相物质通过孔21用于增加衬底3与气相物质的接触面积。
在一可选实施例中，气相物质通过孔21为多个，多个气相物质通过孔 21为沿置料板2轴向开设的通孔。置料板2采用多孔结构，使沉积初期气相物质能够全方位通过衬底3，加快沉积速率。
在一可选实施例中，气相物质通过孔21均匀分布在置料板2上。增加衬底3与气相物质的接触面积大幅度，使衬底3的沉积的更均匀。
在一可选实施例中，置料板2的所在平面与感应线圈4的所在平面平行，且同心。
在一可选实施例中，感应线圈4与交流电源5连接，交流电源5的频率范围为：10-50HZ。
在一可选实施例中，交流电源5为中频电源，中频电流通过安装在保温层15底部的盘式感应线圈4，感应线圈4在中频电流的作用下产生变化的感应磁场通过多孔孔置料板2，使置料板2产生感应电流发热，热量传递给衬底3形成沉积所需要的温度。
在一可选实施例中，进气口12设置在壳体1的顶面，排气口13设置在壳体1的底面。沉积过程中，衬底3的热量来自多孔置料板2产生的感应发热，衬底3靠近置料板2一侧会优先沉积，因此本设备工艺气体采用上进气，下排气，使衬底3未发生沉积的部位能够优先接触新鲜气相物质。
在一可选实施例中，壳体1的内部设置有保温层15，保温层15包围形成保温腔151，置料板2设置在保温腔151内部。
在一可选实施例中，感应线圈设置在保温腔151外部。
在一可选实施例中，冷却水进水口141进入，由出水口142排出。
在一优选实施例中，冷却水由装置底端的进水口141进入，通过水泵或其他加压装置或结构使冷却水从底端向上漫浸，流经装置底面和侧面，再由出水口142排出。
在一可选实施例中，水冷夹层14可以为管道结构，在壳体1内密布管道。
在一可选实施例中，壳体1为内部设有水冷夹层14，水冷夹层14上设有进水口141和出水口142。保温层15不是绝对的隔热，长时间工作下，必须要用水冷带走渗透出来的热量。为了提高使用寿命和一定温度下的使用强度，采用水冷夹层14结构，按图示位置通入冷却水，形成均匀的冷却水流场，保证了炉壳的使用寿命。
在一可选实施例中，保温层15与所述壳体1之间留有间隙，壳体1底面设置有第一支撑部，第一支撑部用于支撑保温层15。
在一可选实施例中，保温层15的底面设置在置料板2和感应线圈4之间；
在一可选实施例中，保温层15内部的底面上设置有第二支撑部，第二支撑部用于支撑置料板2。
本实用新型旨在保护一种化学气相沉积装置，其特征在于，包括：壳体1，壳体1内设置有沉积腔11，壳体1设置有进气口12和排气口13置料板2，置料板2设置在沉积腔11内，用于放置需要气相沉积的衬底3，感应线圈4，感应线圈4设置在沉积腔11内部且位于置料板2下方，感应线圈4用于产生感应磁场。本实用新型的化学气相沉积装置，根据多元耦合场沉积法的原理设计了一种化学气相沉积装置，主要用于板状件的化学气相沉积，感应线圈 4在电流的作用下产生变化的感应磁场通过置料板2，使置料板2产生感应电流发热，热量传递给衬底3形成沉积所需要的温度。因为衬底3处于感应磁场中，感应磁场吸引碳氢化合物裂解产生的自由基等粒子向衬底3运动，增加了自由基等粒子与沉积表面的碰撞几率，从而使沉积速率得到了极大的提高。
以上参照本实用新型的实施例对本实用新型予以了说明。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本实用新型的范围。本实用新型的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本实用新型的范围，本领域技术人员可以做出多种替换和修改，这些替换和修改都应落在本实用新型的范围之内。
Claims (10)
1.一种化学气相沉积装置，其特征在于，包括：
壳体(1)，所述壳体(1)内设置有沉积腔(11)，所述壳体(1)设置有进气口(12)和排气口(13)；
置料板(2)，所述置料板(2)设置在所述沉积腔(11)内，用于承载需要气相沉积的衬底(3)；
感应线圈(4)，所述感应线圈(4)设置在所述沉积腔(11)内部且位于所述置料板(2)下方，所述感应线圈(4)用于产生感应磁场。
2.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
所述置料板(2)设置有气相物质通过孔(21)，所述气相物质通过孔(21)用于增加所述衬底(3)与所述气相物质的接触面积。
3.根据权利要求2所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
所述气相物质通过孔(21)为多个，多个所述气相物质通过孔(21)为沿所述置料板(2)厚度方向开设的通孔。
4.根据权利要求3所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
多个所述气相物质通过孔(21)均匀分布在所述置料板(2)上。
5.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
所述置料板(2)的所在平面与所述感应线圈(4)的所在平面平行。
6.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
所述感应线圈(4)与交流电源(5)连接，所述交流电源(5)的频率范围为：10-50HZ。
7.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
所述进气口(12)设置在所述壳体(1)的顶部；
所述排气口(13)设置在所述壳体(1)的底部。
8.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
所述壳体(1)的内部设置有保温层(15)，所述保温层(15)包围形成保温腔(151)，所述置料板(2)设置在所述保温腔(151)内部；
所述进气口(12)使所述保温层(15)的内部与壳体(1)的外部连通，所述排气口(13)使所述保温层(15)的内部与壳体(1)的外部连通。
9.根据权利要求8所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
所述感应线圈(4)设置在所述保温腔(151)外部。
10.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，
所述壳体(1)为内部设有水冷夹层(14)，所述水冷夹层(14)上设有进水口(141)和出水口(142)。
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