本發(fā)明涉及屬于濺射鍍覆技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于制備燃料電池金屬雙極板的臥式磁控濺射系統(tǒng)及鍍膜工藝。

背景技術(shù)：

隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展，燃料電池隨之得到發(fā)展，質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)可以不經(jīng)過(guò)燃燒而直接將氫氣中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽淠芰哭D(zhuǎn)換效率不受卡諾循環(huán)的限制，電池組的發(fā)電效率可達(dá)50％以上，唯一產(chǎn)物為水，對(duì)環(huán)境十分友好。雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池的關(guān)鍵部件之一，占電堆體積的80％、質(zhì)量的70％和成本的29％。其主要功能是分隔反應(yīng)氣體、收集電流、將各單電池串聯(lián)起來(lái)并通過(guò)流場(chǎng)為反應(yīng)氣體進(jìn)出電極及水的排除提供通道等。因此，理想的雙極板材料必須具有高的電導(dǎo)率和良好的耐蝕性、低密度、高機(jī)械強(qiáng)度、高氣密性、化學(xué)穩(wěn)定性好及易加工成型等特點(diǎn)。前，PEMFC雙極板材料主要有三類(lèi)：石墨材料、復(fù)合材料和金屬材料。石墨雙極板導(dǎo)電良好、易于加工，但材料脆性極大，機(jī)械性能差，同時(shí)加工效率低，難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化大批量生產(chǎn)。復(fù)合材料雙極板以碳粉和樹(shù)脂為主要原料、經(jīng)過(guò)模壓等方式制備而成，其成本低廉，但是復(fù)合雙極板還存在導(dǎo)電性和氣體滲透的問(wèn)題。金屬薄板具有高的強(qiáng)度和導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，原材料便宜且適合沖壓等大批量生產(chǎn)方式，是公認(rèn)的燃料電池產(chǎn)業(yè)化的首選。

目前，為了減小燃料電池金屬極板的接觸電阻，一般采用在不銹鋼燃料電池金屬極板表面利用磁控濺射的方法鍍覆一層非晶碳膜即GLC膜或貴金屬膜層及某些微量摻雜元素。在金屬極板生產(chǎn)鏈中，設(shè)計(jì)高吞吐量，高生產(chǎn)質(zhì)量的連續(xù)式磁控鍍膜設(shè)備，提高鍍膜的生產(chǎn)效率成為產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中關(guān)鍵的一環(huán)。中國(guó)專利200910031377.2提出了多腔室鍍膜設(shè)備的整體設(shè)計(jì)方案，包括鍍膜室的隔離，過(guò)渡，工件架的運(yùn)動(dòng)和電氣設(shè)計(jì)方案，但該專利沒(méi)有考慮到鍍膜過(guò)程中工藝的靈活性及膜層可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在布?xì)猸h(huán)節(jié)沒(méi)有監(jiān)測(cè)裝置。中國(guó)專利200910135305.2設(shè)計(jì)了一種連續(xù)式鍍膜設(shè)備的循環(huán)輸送系統(tǒng)，該設(shè)計(jì)主要考慮了工件架在不同腔室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方式和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)提高工件的傳送效率提高生產(chǎn)效率，但在磁控濺射鍍膜過(guò)程中，尤其是對(duì)于沉積速率較慢的非晶碳膜，制約生產(chǎn)效率的因素不是工件的傳送效率，而是同一時(shí)間鍍膜室的產(chǎn)品數(shù)量，因此在生產(chǎn)燃料電池金屬極板設(shè)備中，設(shè)計(jì)復(fù)雜的傳送機(jī)構(gòu)會(huì)增加設(shè)備的不穩(wěn)定性和設(shè)備成本。中國(guó)專利200920056047.4設(shè)計(jì)了一種多功能鍍膜設(shè)備，在同一臺(tái)設(shè)備上配備了磁控濺射靶源，電弧源，射頻電源等，該設(shè)備的多功能必然帶來(lái)生產(chǎn)單一產(chǎn)品時(shí)的資源浪費(fèi)，該設(shè)備適合做科研及膜層開(kāi)發(fā)使用，不適合生產(chǎn)大批量的單一類(lèi)型的產(chǎn)品。中國(guó)專利201110149168.5設(shè)計(jì)了一種同端進(jìn)出式連續(xù)濺射鍍膜設(shè)備，該設(shè)備同端進(jìn)出，設(shè)備緊湊，設(shè)計(jì)巧妙，但在一定范圍內(nèi)，場(chǎng)地的成本在整個(gè)鍍膜生產(chǎn)成本中占的比例并不大，這種設(shè)備在均勻性設(shè)計(jì)上比較欠缺，不適合燃料電池金屬雙極板的大批量生產(chǎn)。中國(guó)專利201510103282.2設(shè)計(jì)一種柔性基材雙面連續(xù)卷繞磁控濺射鍍膜自動(dòng)生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線針對(duì)柔性基材的膜層制備，通過(guò)反向纏繞雙面鍍膜大大提高了鍍膜效率，這種設(shè)計(jì)不適合具有一定剛度的金屬雙極板的鍍膜。本發(fā)明針對(duì)燃料電池金屬雙極板的鍍膜要求設(shè)計(jì)一種燃料電池金屬極板連續(xù)鍍膜工藝及臥式磁控設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)高效量產(chǎn)燃料電池金屬雙極板和實(shí)現(xiàn)金屬雙極板膜層的均勻性控制提供技術(shù)支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于燃料電池金屬雙極板的臥式磁控濺射系統(tǒng)及鍍膜工藝。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種用于燃料電池金屬雙極板的臥式磁控濺射系統(tǒng)，包括：

真空鍍膜腔室機(jī)構(gòu)：包括順次連接的三個(gè)腔室：第一鍍膜腔室、過(guò)渡腔室和第二鍍膜腔室，其中，第一鍍膜腔室用于對(duì)工件鍍制膜層底層和過(guò)渡層，第二鍍膜腔室用于對(duì)工件鍍制膜層外層，相鄰兩腔室之間通過(guò)插板閥隔開(kāi)，每個(gè)腔室上都設(shè)有獨(dú)立的真空抽氣組件；

陰極及磁控濺射靶機(jī)構(gòu)：包括設(shè)置在第一鍍膜腔室和第二鍍膜腔室內(nèi)多對(duì)陰極/磁控濺射靶；

分立流量監(jiān)測(cè)充氣機(jī)構(gòu)：包括均勻布置在每個(gè)陰極/磁控濺射靶單元的磁控濺射靶四周的充氣口，以及與充氣口配套的流量控制器，在腔室靠近工件鍍膜區(qū)域處分布有監(jiān)測(cè)等離子體密度的光譜監(jiān)測(cè)探頭，所述的流量控制器、光譜監(jiān)測(cè)探頭還均與PEM控制器和PC主機(jī)連接，并組成閉環(huán)反饋控制的所述分立流量監(jiān)測(cè)充氣機(jī)構(gòu)；

轉(zhuǎn)架機(jī)構(gòu)：包括設(shè)置有放置待鍍膜工件的工件架的轉(zhuǎn)架，用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)架在真空鍍膜腔室機(jī)構(gòu)內(nèi)移動(dòng)的傳動(dòng)組件，以及驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)架在鍍膜時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力組件。傳動(dòng)組件可以為齒輪組件傳動(dòng)、摩擦式傳動(dòng)或撥桿式傳動(dòng)，主要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)架沿腔室的直線流水線運(yùn)動(dòng)。

單個(gè)鍍膜腔室(包括第一鍍膜腔室和第二鍍膜腔室)、陰極/磁控濺射靶的長(zhǎng)度為2m～3m，靶材采用拼接靶。

優(yōu)選的，所述的第一鍍膜腔室為圓柱式真空鍍膜室，其內(nèi)部的磁控濺射靶為圓柱磁控靶或平面磁控靶，其磁力線回路走廊方向與底座平面平行，并滿足：

當(dāng)磁控濺射靶為圓柱磁控靶時(shí)，圓柱磁控靶軸線與腔體軸心線重合；

當(dāng)磁控濺射靶為平面磁控靶時(shí)，平面磁控靶中心均布在圓柱形腔體的母線上。第一鍍膜腔室的腔體內(nèi)徑為1m～2.5m左右。

優(yōu)選的，每個(gè)陰極/磁控濺射靶單元上還設(shè)有獨(dú)立的冷卻單元；

所述的充氣口的平面與磁控濺射靶的靶材平面齊平。

所述的陰極/磁控濺射靶單元中包括基礎(chǔ)的平衡磁場(chǎng)陰極和附加的電磁線圈，在陰極/磁控濺射靶單元上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)電磁線圈與平衡磁場(chǎng)陰極產(chǎn)生的“磁場(chǎng)零點(diǎn)”的位置的調(diào)節(jié)旋鈕。為了根據(jù)鍍膜工藝和靶基距的不同可以在平衡磁場(chǎng)條件下、非平衡閉合磁場(chǎng)條件下工作，可以設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)平衡磁場(chǎng)與非平衡磁場(chǎng)的裝置，具體為在原有平衡磁場(chǎng)陰極的基礎(chǔ)上附加電磁線圈，根據(jù)電磁線圈與平衡磁場(chǎng)陰極的位置的不同，兩者對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的“磁場(chǎng)零度”的位置也會(huì)不同，這樣在陰極/磁控濺射靶的背面設(shè)置“磁場(chǎng)零點(diǎn)”的調(diào)節(jié)旋鈕，通過(guò)控制“磁場(chǎng)零點(diǎn)”到靶面的距離與陰極寬度的關(guān)系從而控制控濺射陰極的不同工作模式，以獲得最佳的膜層質(zhì)量和鍍層厚度均勻性。(陰極寬度按設(shè)計(jì)尺寸為固定值，陰極寬度與“磁場(chǎng)零點(diǎn)”到靶面距離的相對(duì)大小是靠調(diào)節(jié)旋鈕改變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。)

優(yōu)選的，所述的真空鍍膜腔室機(jī)構(gòu)還包括清洗腔室，在清洗腔室內(nèi)還設(shè)有等離子清洗裝置和加熱溫控裝置；

工件鍍膜前，先在清洗腔室內(nèi)完成等離子清洗和預(yù)加熱處理。清理室可以獨(dú)立配置或與第一鍍膜腔室共用一個(gè)腔體。清理室中配有等離子清洗裝置和加熱溫控裝置，其中等離子清洗裝置的離子源可以是電子回旋共振離子源、陽(yáng)極層離子源、考夫曼離子源等產(chǎn)生強(qiáng)流離子束的裝置，加熱溫控裝置可采用紅外碘鎢燈加熱器、鎳絡(luò)絲電阻加熱器或高壓離子轟擊加熱，工件進(jìn)入鍍膜室前完成偏壓離子清洗與烘烤處理。

優(yōu)選的，所述的轉(zhuǎn)架包括固定框架，以及分別設(shè)置在固定框架兩相對(duì)邊框上的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)，在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)之間圍繞其中心軸線均勻分別有多個(gè)所述工件架，其中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)上還設(shè)有行星齒輪機(jī)構(gòu)，每個(gè)工件架均與所述行星齒輪機(jī)構(gòu)中的一個(gè)行星輪連接，并由行星輪帶動(dòng)自轉(zhuǎn)；在第一鍍膜腔室和第二鍍膜腔室內(nèi)還分別設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力組件。轉(zhuǎn)架上的工件架的分布半徑一般根據(jù)陰極磁控靶的到工件的距離確定，一般為0.8m～2.3m。工件價(jià)的個(gè)數(shù)根據(jù)極板大小及轉(zhuǎn)架半徑?jīng)Q定，一般為15～40個(gè)，相鄰的工件架的工件平面夾角為85～95度，保證最大限度的增加設(shè)備的進(jìn)爐量。

更優(yōu)選的，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳送導(dǎo)軌、運(yùn)動(dòng)滾輪、傳動(dòng)齒條、主動(dòng)輪和轉(zhuǎn)架運(yùn)動(dòng)電機(jī)，所述的傳送導(dǎo)軌依次穿過(guò)所述的三個(gè)腔室，所述的運(yùn)動(dòng)滾輪和傳動(dòng)齒輪設(shè)置在所述固定框架上，其中，運(yùn)動(dòng)滾輪與傳送導(dǎo)軌配合，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)架沿傳送導(dǎo)軌在所述腔室內(nèi)移動(dòng)，所述的主動(dòng)輪與傳動(dòng)齒條嚙合，并由直線運(yùn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)。

采用臥式磁控濺射系統(tǒng)的鍍膜工藝，包括以下步驟：

(1)將安裝有待處理工件的轉(zhuǎn)架進(jìn)行鍍膜前處理，再送入第一鍍膜腔室，對(duì)第一鍍膜腔室抽真空至真空度8×10^-6～1×10^-4torr，在第一鍍膜腔室內(nèi)完成膜層底層和過(guò)渡層的鍍制；

(2)同時(shí)，對(duì)過(guò)渡腔室和第二鍍膜腔室抽真空至8×10^-6～1×10^-4torr，打開(kāi)插板閥，將轉(zhuǎn)架移入第二鍍膜腔室，關(guān)閉插板閥，清洗第一鍍膜腔室和進(jìn)行第二鍍膜腔室的鍍制膜層外層；

(3)待第二鍍膜室鍍膜工藝完成，將鍍制完成的產(chǎn)品取出，即完成整個(gè)鍍膜。

優(yōu)選的，步驟(1)中第一鍍膜腔室鍍制底層膜層和過(guò)渡層時(shí)，陰極/磁控濺射靶的功率密度為2～10W/cm²，偏壓為-50～-300V。

優(yōu)選的，步驟(2)中第一鍍膜腔室清洗時(shí)，陰極/磁控濺射靶全部開(kāi)至5～10W/cm²，洗靶時(shí)間為600～2100秒。

優(yōu)選的，步驟(2)中第二鍍膜腔室鍍制的膜層外層為純金屬或非晶碳層，其陰極/磁控濺射靶的功率密度為2～10W/cm²，偏壓為30～200V，鍍層時(shí)間為60～200min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)生產(chǎn)效率高：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的進(jìn)爐量的增加引起的抽真空時(shí)間大大增加的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置特定結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)架，再配合三個(gè)獨(dú)立的腔室進(jìn)行鍍膜，這樣，從增加進(jìn)爐量和減少鍍膜準(zhǔn)備時(shí)間等方面進(jìn)行改進(jìn)，而擴(kuò)大了單位體積內(nèi)的裝爐量，大大提高了生產(chǎn)效率，相比傳統(tǒng)的立式單一爐腔的設(shè)備生產(chǎn)效率提高了8～9倍。

(2)鍍膜質(zhì)量高，膜層厚度均勻：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中增加進(jìn)爐量后引起的鍍膜不均勻的缺點(diǎn)，本發(fā)明通過(guò)采用由分立流量監(jiān)測(cè)充氣系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)工作模式的磁控濺射靶、等離子發(fā)射光譜監(jiān)測(cè)控制儀等組成的鍍層均勻性控制系統(tǒng)等，有效的保證工件鍍膜時(shí)的工況的穩(wěn)定性，以獲得最佳的膜層質(zhì)量和鍍層厚度均勻性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的單個(gè)鍍膜腔室的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的陰極/磁控濺射靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的分立流量監(jiān)測(cè)充氣機(jī)構(gòu)的示意圖，其中，(a)為陰極/磁控濺射靶的正面示意圖，(b)為陰極/磁控濺射靶的背面示意圖；

圖5為本發(fā)明的轉(zhuǎn)架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的轉(zhuǎn)架的側(cè)視示意圖；

圖中，1-1第一鍍膜腔室，1-2真空泵，1-3過(guò)渡腔室，1-4插板閥，1-5第二鍍膜室，1-6腔室門(mén)，1-7轉(zhuǎn)架公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)電機(jī)，1-8陰極/磁控濺射靶單元，1-9底座，1-10腔體側(cè)壁電機(jī)，2轉(zhuǎn)架，2-1工件架，2-2行星齒輪機(jī)構(gòu)，2-3主傳動(dòng)軸，2-4傳動(dòng)齒條，2-5運(yùn)動(dòng)滾輪，2-6傳動(dòng)導(dǎo)軌，2-7主動(dòng)輪，3-1冷卻單元，3-2充氣口，3-3陰極屏蔽罩，3-4磁控濺射靶材，3-5光譜監(jiān)測(cè)探頭，3-6PC主機(jī)，3-7PEM控制器，3-8陰極背板固定柱，3-9分立式氣路，3-10靶材控制器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種臥式均勻性可控的燃料電池金屬雙極板連續(xù)磁控濺射設(shè)備，包括真空鍍膜腔室機(jī)構(gòu)：由第一鍍膜腔室1-1、過(guò)渡腔室1-3和第二鍍膜腔室順次連接組成，第一鍍膜腔室1-1為圓柱式真空鍍膜室，其內(nèi)部設(shè)有兩對(duì)陰極/磁控濺射靶材單元1-8。如圖3和圖4所示，陰極/磁控濺射靶材單元1-8在陰極背板上設(shè)有陰極背板固定柱3-8，并固定安裝在各個(gè)鍍膜腔室的腔壁上。靶材為平面磁控濺射靶材3-4，在每個(gè)靶材的四周均安置有陰極屏蔽罩3-3，陰極屏蔽罩3-3的兩側(cè)均布有可調(diào)節(jié)充氣方向及流量的充氣口3-2，每2～5個(gè)充氣口3-2組成一組，每組配備有獨(dú)立的具有控制流量功能的靶材控制器3-10，以保證在較長(zhǎng)的腔室中等離子體密度的均勻性。在每個(gè)陰極上設(shè)有冷卻單元3-1(本實(shí)施例為水冷單元)及電源系統(tǒng)，在充氣口3-2的周?chē)O(shè)有光譜監(jiān)測(cè)探頭3-5，光譜監(jiān)測(cè)探頭3-5與等離子發(fā)射光譜監(jiān)測(cè)控制儀(即PEM控制器3-7)相連。在第一鍍膜腔室1-1、過(guò)渡腔室1-3、第二鍍膜腔室中均設(shè)有供轉(zhuǎn)架2進(jìn)行直線傳遞運(yùn)動(dòng)的傳送導(dǎo)軌，各個(gè)腔室的抽氣口與抽氣系統(tǒng)(即由分布在各個(gè)腔室的真空泵1-2組成的真空抽氣系統(tǒng))相連。在各腔室內(nèi)的傳送軌道上設(shè)有可自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)及直線傳遞的轉(zhuǎn)架2。在各個(gè)腔室之間設(shè)置有插板閥1-4，通過(guò)插板閥1-4與過(guò)渡腔室1-3的配合可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)腔室內(nèi)的氣氛相對(duì)獨(dú)立。整個(gè)腔體放在底座1-9上通過(guò)減震系統(tǒng)與地面接觸。

為保證在長(zhǎng)度方向上磁控濺射鍍層的均勻性，本實(shí)例中包括分立流量監(jiān)測(cè)充氣機(jī)構(gòu)。當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，光譜監(jiān)測(cè)探頭3-5時(shí)刻監(jiān)測(cè)長(zhǎng)度方向上等離子體強(qiáng)度，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳送至PEM控制器3-7，由PC主機(jī)3-6實(shí)時(shí)閉環(huán)計(jì)算數(shù)據(jù)后反饋給PEM控制器3-7，并通過(guò)陰極背板上具有氣體流量控制及陰極工作模式調(diào)節(jié)功能的靶材控制器3-10閉環(huán)控制等離子體氣氛的穩(wěn)定與均勻。(靶材控制器3-10通過(guò)分立式氣路3-9連接各充氣口3-2)陰極工作模式調(diào)節(jié)原理為：本實(shí)施例的陰極/磁控濺射靶包括基礎(chǔ)的平衡磁場(chǎng)陰極和附加的電磁線圈，在陰極/磁控濺射靶上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)電磁線圈與平衡磁場(chǎng)陰極產(chǎn)生的“磁場(chǎng)零點(diǎn)”的調(diào)節(jié)旋鈕。為了根據(jù)鍍膜工藝和靶基距的不同可以在平衡磁場(chǎng)條件下、非平衡閉合磁場(chǎng)條件下工作，可以設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)平衡磁場(chǎng)與非平衡磁場(chǎng)的裝置，具體為在原有平衡磁場(chǎng)陰極的基礎(chǔ)上附加電磁線圈，根據(jù)電磁線圈與平衡磁場(chǎng)陰極的位置的不同，兩者對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的“磁場(chǎng)零度”的位置也會(huì)不同，這樣在陰極/磁控濺射靶的背面設(shè)置“磁場(chǎng)零點(diǎn)”的調(diào)節(jié)旋鈕1-11，通過(guò)控制“磁場(chǎng)零點(diǎn)”到靶面的距離與陰極寬度的關(guān)系從而控制控濺射陰極的不同工作模式，以獲得最佳的膜層質(zhì)量和鍍層厚度均勻性。陰極寬度按設(shè)計(jì)尺寸為固定值，陰極寬度與“磁場(chǎng)零點(diǎn)”到靶面距離的相對(duì)大小是靠調(diào)節(jié)旋鈕改變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。

如圖5和圖6所示，為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)架2在不同鍍膜腔室之間的傳遞及公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)，本實(shí)例中給出了一種傳動(dòng)方案。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)導(dǎo)軌2-6、運(yùn)動(dòng)滾輪2-5、傳動(dòng)齒條2-4、主動(dòng)輪2-7，傳動(dòng)導(dǎo)軌2-6依次穿過(guò)三個(gè)腔室，運(yùn)動(dòng)滾輪2-5和傳動(dòng)齒輪2-4設(shè)置在固定框架上，其中，運(yùn)動(dòng)滾輪2-5與傳動(dòng)導(dǎo)軌2-6配合，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)架2沿傳動(dòng)導(dǎo)軌2-6在腔室內(nèi)移動(dòng)，主動(dòng)輪2-7與傳動(dòng)齒條2-4嚙合，并由直線運(yùn)動(dòng)電機(jī)(即腔體側(cè)壁電機(jī)1-10)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。

轉(zhuǎn)架2包括固定框架，以及分別設(shè)置在固定框架兩相對(duì)邊框上的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)，在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)之間圍繞其中心軸線均勻分別有多個(gè)工件架2-1，其中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)上還設(shè)有行星齒輪機(jī)構(gòu)2-2，每個(gè)工件架2-1均與行星齒輪機(jī)構(gòu)2-2中的一個(gè)行星輪連接，并由行星輪帶動(dòng)自轉(zhuǎn)；在第一鍍膜腔室1-1和第二鍍膜腔室內(nèi)還分別設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)行星齒輪機(jī)構(gòu)2-2轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力組件。其中轉(zhuǎn)架2的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)動(dòng)力組件由腔室門(mén)1-6上的轉(zhuǎn)架2公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)電機(jī)1-7作為動(dòng)力源，通過(guò)主傳動(dòng)軸2-3和行星齒輪機(jī)構(gòu)2-2實(shí)現(xiàn)工件架2-1的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。工件架2-1在轉(zhuǎn)架2上均布，相鄰工件架2-1的工件平面相互垂直。

配置基本相同的鍍膜室有兩個(gè)即第一鍍膜腔室1-1與第二鍍膜室1-5，本實(shí)施例中清洗室與第一鍍膜腔室1-1共用一個(gè)腔體，具體的工作過(guò)程為：

(1)、安裝工件至轉(zhuǎn)架2周?chē)嫉墓ぜ?-1上，利用裝卸車(chē)送入第一鍍膜腔室1-1，對(duì)第一鍍膜腔室1-1抽真空至真空度3×10^-5torr；

(2)、對(duì)第一鍍膜腔室1-1的工件進(jìn)行離子源偏壓清洗，離子源電壓1800V，電流0.65A，轉(zhuǎn)架2接入偏壓-500V，同時(shí)利用抽氣系統(tǒng)對(duì)過(guò)渡腔室1-3及第二鍍膜室1-5與抽真空至真空度3×10^-5torr。

(3)、在第一鍍膜腔室1-1中完成膜層底層及過(guò)渡層的鍍制，鍍制底層膜層時(shí)為金屬Ti靶材，靶材電流為5A，偏壓為-90V，過(guò)渡層需要在第一鍍膜腔室1-1內(nèi)同時(shí)打開(kāi)Ti靶和C靶電流線性過(guò)渡，Ti靶電流從5～0A，C靶電流從0～5A，過(guò)渡時(shí)間1800s。待過(guò)渡腔室1-3和第二鍍膜室1-5真空度至3×10^-5torr，打開(kāi)第一鍍膜腔室1-1與過(guò)渡腔室1-3的插板閥1-4，利用電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)將工件移入第二鍍膜室1-5，關(guān)閉插板閥1-4，同時(shí)清洗第一鍍膜腔室1-1靶材，將第一鍍膜腔室1-1的靶材全部開(kāi)至5A，洗靶時(shí)間為600～2100秒。

(4)、重復(fù)(1)～(2)，在第二鍍膜室1-5內(nèi)鍍制膜層外層可以為純金屬或非晶碳層，靶材電流為5A，偏壓為-60V，鍍層時(shí)間為80min，第二鍍膜室1-5鍍層未完成前可將經(jīng)過(guò)(1)～(2)步鍍制完成底層和過(guò)渡層的工件連同轉(zhuǎn)架2暫存于過(guò)渡腔室1-3。

(5)、待第二鍍膜室1-5鍍膜工藝完成，將鍍制完成的產(chǎn)品取出，第二鍍膜室1-5的靶材采用單一材料靶材，節(jié)省了洗靶的時(shí)間，之后重復(fù)步驟(3)～(5)，不斷循環(huán)進(jìn)行。

本實(shí)施例的一種臥式均勻性可控的燃料電池金屬雙極板連續(xù)磁控濺射設(shè)備，在上述5個(gè)步驟的配合循環(huán)進(jìn)行下，利用抽真空與鍍膜的同時(shí)進(jìn)行，底層膜層和外層膜層的同時(shí)鍍制，過(guò)渡腔室與第一、第二鍍膜腔室的配合，轉(zhuǎn)架靶基距與陰極工作模式的配合，大大提高的鍍膜效率及鍍膜的質(zhì)量，鍍層高度均勻性，工件生產(chǎn)效率高的燃料電池金屬雙極板，非常適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。