MPCVD金剛石薄膜設(shè)備冷卻水溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

岳云峰，任天平，朱振偉，2

（1.鄭州大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，河南鄭州 450001；2.河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，河南鄭州 450001）

1 引言

MPCVD，即微波等離子體化學(xué)氣相沉積法，是制備金剛石薄膜的常用方法［1］。樣品臺(tái)溫度在MPCVD設(shè)備運(yùn)行過程中直接影響著金剛石薄膜的產(chǎn)量和品質(zhì)，是影響制備效果的關(guān)鍵因素［2］。目前通常采用水冷方式對MPCVD設(shè)備的樣品臺(tái)進(jìn)行冷卻，對冷卻水的溫度進(jìn)行控制可以提高樣品臺(tái)的溫度控制精度，有利于高品質(zhì)金剛石薄膜的制備。

近日來冷卻控制系統(tǒng)的相關(guān)研究在工業(yè)領(lǐng)域得到越來越多人的重視，諸多專家學(xué)者在該領(lǐng)域進(jìn)行探索并取得了卓越的成果。文獻(xiàn)［3］提出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻泵智能控制系統(tǒng)，通過測量發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的冷卻液溫度，根據(jù)散熱要求采用MC9S12單片機(jī)對水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻泵的智能控制；文獻(xiàn)［4］提出了一種隨型面變冷卻系統(tǒng)，通過采集冷卻液的出口溫度、流量等數(shù)據(jù)，采用Fluent和LS?DYNA仿真計(jì)算，較好的解決了變截面零件熱成形生產(chǎn)過程中大小端冷卻不均勻的問題。但是，目前針對MPCVD設(shè)備冷卻控制系統(tǒng)的研究還很少，設(shè)備運(yùn)行時(shí)冷卻水裝置通常只是以恒流量的方式運(yùn)行，對裝置中的發(fā)熱器件進(jìn)行冷卻保護(hù)。現(xiàn)場人員需要根據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況手動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水的流量，確保樣品臺(tái)溫度維持在適合金剛石薄膜制備的溫度范圍內(nèi)。這種手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式無法對樣品臺(tái)溫度的突然變化做出及時(shí)的響應(yīng)，不利于金剛石薄膜的生產(chǎn)制備，容易引起生長速度緩慢、晶體純度差等問題；……