AT227501B

AT227501B - Verfahren und Einrichtung zum Aufdampfen von Aluminium

Info

Publication number: AT227501B
Application number: AT256360A
Authority: AT
Original assignee: Nat Res Corp
Priority date: 1960-04-04
Filing date: 1960-04-04
Publication date: 1963-05-27

Description

Verfahren und Einrichtung zum Aufdampfen von Aluminium
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Ein Hauptzweck der Erfindung besteht darin, diejenige Zeitdauer zu verlängern, innerhalb deren
Aluminium im Vakuum aufgedampft werden kann, ohne dass die sogenannte Aluminiumquelle, nämlich der erhitzte Träger für das geschmolzene Aluminium ersetzt werden muss. Dies wird durch eine verbes- serte Aluminiumquelle erreicht, die bei höheren Temperaturen in der Grössenordnung von 1200 bis 1350 C eine längere Lebensdauer besitzt.

Bei der Niederschlagung von Aluminiumdampf auf einer Unterlage in einer Vakuumkammer bestand bisher eines der Hauptprobleme darin, dass das geschmolzene Aluminium bei geeigneten Verdampfungstemperaturen das Gefäss angegriffen und zerstört hat, so dass es häufig notwendig war, den Betrieb zu unterbrechen und das Gefäss zu ersetzen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Oberfläche des Gefässes aus Bornitrid einen ausgezeichneten Widerstand gegenüber geschmolzenem Aluminium aufweist, so dass es im erhitzten und auf die Verdampfungstemperatur in der Grössenordnung von 13500C gebrachtem Zustand viel länger als bisher ununterbrochen zur Herstellung von Überzügen benutzt werden konnte.

Die Schicht von Bornitrid ist vorzugsweise eine Oberflächenschicht, die auf feuerfestem Material angebracht ist, welches ein Kohlenstoff enthaltendes Material oder ein feuerfestes Material sein kann.

Das feuerfesteHauptmaterial oder Basismaterial kann ein Leiter oder ein Isolator sein, je nachdem, welches Verfahren zur Erhitzung des Aluminiums verwendet wird. Das feuerfeste Hauptmaterial kann aus einer grossen Zahl von Metallen und Verbindungen gewählt werden, wobei das Haupterfordernis darin besteht, dass es den erhöhten Temperaturen zn widerstehen vermag, die zur Verdampfung von Aluminium erforderlich sind, und dass es einen Dampfdruck von weniger als 0, 1 Mikron Hg absolut bei 13000C besitzt.

Wenn das feuerfeste Material ein Kohlenstoff enthaltendes Material ist, kann der Bomitridüberzug dadurch angebracht werden, dass man das Pulver mechanisch in den Kohlenstoff enthaltenden Hauptkörper einpresst, oder man kann das Bornitrid in Form einer Paste oder einer Aufschwemmung auftragen, die nachträglich getrocknet wird. Gewünschtenfalls kann man auch noch mechanische Mittel dazu heranziehen, das Bornitrid an der Oberfläche des feuerfesten Hauptkörpers besser zu binden, indem man beispielsweise kleine Klammern, Drahtnetze od. dgl. auf der Oberfläche des feuerfesten Hauptkörpers anbringt.

Zur Veranschaulichung wird eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens im folgenden beschrieben.

Es wird zunächst eine Aufschlämmung dadurch hergestellt, dass 5 g pulverisiertes Bornitrid mit einigen Tropfen Äthylsilikat gemischt werden und dieser Aufschlämmung ein Tropfen eines handelsüblichen Befeuchtungsmittels zugefügt wird. Sodann wird genug Wasser zugesetzt, um eine dicke Paste zu bilden. Diese Paste wird auf die Innenseite und auf den oberen Rand eines aus einer Mischung aus Graphit und Kohle gefertigten Gefässes aufgetragen. Sodann lässt man diesen Überzug an Luft bei 930C trocknen und brennt das so überzogene Gefäss sodann in einem Vakuumofen bei 1300 C, bis keine Gase mehr abgegeben werden.

Das so überzogene Gefäss wird sodann mit Aluminium gefüllt in einer Hochvakuumkammer unterhalb einer mit Aluminium zu überziehenden Unterlage angebracht und dient. als Quelle der Aluminiumdämpfe bei Temperaturen in der Grössenordnung von 13000C. Das so überzogene Gefäss weist eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber dem geschmolzenen Aluminium auf.
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Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann man innerhalb des Erfindungsgedankens in mehrfa- cher Beziehung abweichen. Der Bornitridüberzug braucht nicht dicker als einige Millimeter zu sein, ob- wohl er auch viel dicker gemacht werden kann. Um eine mechanische gute Haftung zu erzeugen, kann das Bornitrid etwas unterhalb der Oberfläche mit dem Material des Hauptkörpers des Gefässes gemischt werden, so dass das Gefässmaterial von reinem Bornitrid an der Oberfläche in eine Mischung von Bornitrid und Gefässmaterial unterhalb der Oberfläche und sodann in reines Gefässmaterial übergeht.

So kann man beispielsweise das Gefäss aus einer die Gefässaussenseite bildenden Schicht aus Kohlenstoff enthaltendem Material aufbauen, aus einer Zwischenschicht, die eine Mischung von Bornitrid und Kohlenstoff darstellt und aus einer die Gefässinnenseite bildenden Schicht aus reinem Bornitrid. Nach dem Brande zeigt diese Anordnung ausgezeichnete physikalische Eigenschaften, die sie insbesondere zur Verdampfung von geschmolzenem Aluminium geeignet machen.

DerTräger für das geschmolzene Aluminium kann durch Widerstandsheizung, durch Strahlung, durch Leitung und durch Wirbelströme geheizt werden. Beispielsweise kann ein Stab aus Kohlenstoff, der mit Bornitrid überzogen ist, als Widerstandsheizkörper verwendet werden.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Überzuges durch Verdampfen von auf einem feuerfesten Träger befindlichem Aluminium im Vakuum und Niederschlagen des verdampften Aluminiums auf einer beweglichen Unterlage, so dass ein Aluminiumüberzug auf dieser Unterlage entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminium auf einem Träger erhitzt und verdampft wird, dessen Oberfläche im wesentlichen aus Bornitrid besteht.

Claims

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Hochvakuum-Verdampfungskammer, Mitteln zur Evakuierung dieser Kammer, Mitteln zur Aufnahme von geschmolzenem Aluminium in dieser Kammer und mit Mitteln zur Heizung dieses Aufnahmegefässes auf eine Temperatur über 1200 C, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem feuerfesten Material besteht, welches mit einer Oberflächenschicht aus Bornitrid versehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feuerfeste Träger, auf welchem die Bornitridoberfläche angebracht ist, aus einem Gefäss besteht, dessen Material Kohlenstoff enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feuerfeste Träger ein feuerfestes Metall enthält.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Kohlenstoff enthaltendes Material enthält.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein feuerfestes Oxyd enthält.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein feuerfestes Material enthält, welches einen Dampfdruck von weniger als 0, 1 Mikron Hg absolut bei 13000C besitzt.