CN105555414B - 固相粉末涂敷装置及涂敷方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及向配置于真空状态的涂敷腔体内部的基材喷射及涂敷固相粉末的装置及方法，更详细地，涉及可将吸入处于大气压状态的气体的吸入气体和由气体供给装置供给的供给气体一同用作上述固相粉末的输送气体的固相粉末涂敷装置及方法。本发明提供固相粉末涂敷装置，上述固相粉末涂敷装置的特征在于，包括：输送管(10)，用于提供固相粉末(4)的输送通道；气体供给管(15)，成为从气体供给装置(20)供给的供给气体的流路；喷射喷嘴(30)，与上述输送管(10)或气体供给管(20)的末端相结合；涂敷腔体(40)，用于收容上述喷射喷嘴(30)；固相粉末供给部(未图示)，用于向上述输送管(10)供给在维持大气压状态的环境中收容的固相粉末(4)；以及压力调节装置(50)，用于调节上述涂敷腔体(40)的内部压力，借助通过驱动上述压力调节装置(50)而形成的上述涂敷腔体(40)的负压，来使处于大气压状态的气体被上述输送管(10)所吸入，从而使吸入气体(1)和供给气体(2)一同被用作固相粉末(4)的输送气体(3)，上述输送管(10)和气体供给管(15)分别使第一区间(10a、15a)、第二区间(10b、15b)及第三区间(10c、15c)依次连续形成，并且上述第一区间(10a、15a)至第三区间(10c、15c)的直径符合如下条件1)至条件3)中的一个，条件1)：第一区间＝第二区间＝第三区间；条件2)：第一区间≥第三区间≥第二区间；及条件3)：第三区间≥第一区间≥第二区间。

Description

固相粉末涂敷装置及涂敷方法

技术领域

本发明涉及向配置于真空状态的涂敷腔体的内部的基材喷射及涂敷固相粉末的装置及方法，更详细地，涉及可将吸入处于大气压状态的气体的吸入气体和由气体供给装置供给的供给气体一同用作上述固相粉末的输送气体的固相粉末涂敷装置及方法。

背景技术

在真空状态下，将固相粉末喷射及涂敷在基材的传统方法有真空等离子喷射(VPS，vacuum plasma spray)、真空冷涂敷(vacuum cold spray)、气溶胶沉积(AD，aerosoldeposition)等。如上所述的以往的方法在将规定数量的固相粉末连续且顺畅地供给于输送管并进行喷射上存在系统方面的困难，因此，难以体现均匀厚度的涂敷薄膜或涂敷厚膜，尤其存在难以在三维形状的基材形成均匀的涂敷膜的问题。

在真空状态下，在向基材喷射固相粉末来涂敷的技术中，为了形成均匀质量的涂敷层，则需要可向输送管定量供给定量固相粉末，且需要连续维持这种定量供给的状态。

图6为US7153567的图1。如图6所示，在以往的气溶胶沉积方法(US7153567(composite structure and method and apparatus for forming the same)，以下称作“现有技术1”)中，由于使用向装有粉末的腔体的内部提供压缩气体来气溶胶化，从而向输送管供给被气溶胶化的粉末的方式，因此，粉末借助压缩气体不规则地飞散，从而无法向输送光定量供给定量粉末。

用于解决如这种现有技术1的固相粉末非定量供给的问题，韩国特许登录第10-1228004“复合结构物形成方法、制备粒子及复合结构物形成系统(PCT/JP2009/054344；EP2264222，以下称作“现有技术2”)中，公开将制备粒子收容于收容机构并进行气溶胶化来向输送管供给的改善的方法。

但是，如上述“现有技术2(EP2264222)”的特许说明书中所附的图21至图30所示，即使粉末在装有制备粒子的收容机构及定量供给机构自身被定量供给，但如相同说明书中的图16所示，如同“现有技术1”，通过向气溶胶化机构供给粉末，最终，粉末处于只得以不规则及非定量性地输送的状态。图7为EP2264222的图16。

在真空状态下，在向基材涂敷固相粉末的组装置适用上述现有技术1及现有技术2的技术的情况下，由于当启动涂敷装置时，收容有固相粉末的腔体或收容机构处于真空状态，因此，固相粉末以不规则的方式被输送管所吸收，从而难以向输送管供给定量的粉末。

图8为US6759085的图1。如图8所示，在美国特许登录US6759085(“Method andapparatus for low pressure cold spraying；以下称作“现有技术3”)技术也在启动涂敷装置时，因固相粉末供给器(feeder)自身维持真空状态，而难以向输送管供给定量的粉末，从而难以使涂敷于基材的涂敷厚度体现为规定的厚度，尤其，更难以将厚度调节为千分尺水平。

图9为US20110104369的图2。在如图9所示的US2011/0104369(“Apparatus andmethod for continuous powder coating”，以下称作“现有技术4”)中，由于固相粉末供给部的一侧被大气压开放，因此，与在上述现有技术1至现有技术3中提供的粉末供给方式相比，具有相对地更加以定量及有规则地提供粉末的特征。

图10为US2013/0192519的图1。如图10所示，在韩国特许登录第10-1065271“固相粉末涂敷装置”(PCT/KR2010/006889；US2013/0192519；以下称作“现有技术5”)中，通过将输送管一侧开放于大气压的状态，从而与现有技术4中提供的粉末供给方式相比，具有更加以定定量及有规则地提供粉末的特征。只是，当启动涂敷装置时，需要改善不均匀的固相粉末的吸入量问题。并且，上述现有技术5并非如同以往通过供给压缩空气来输送固相粉末，而是以将空气吸入部和固相粉末供给部相连通后吸入的空气和固相粉末相混合的状态来向输送管供给，这是利用将分块室与输送管相连通来输送、喷射固相粉末的方式的技术。并且，上述现有技术5为根据任意的空气吸入流量、喷射喷嘴的截面积、涂敷腔体的真空压力及真空(chocking)条件来决定可在输送管流动的输送气体的流量，由此决定输送管的压力，从而通过真空腔体的内部的喷射喷嘴来喷射固相粉末的技术。只是，在上述现有技术5中可能发生仅通过被吸入的空气流量无法控制最终输送气体的喷射速度条件的情况。因此，需要仅以被吸入的空气流量难以控制的喷射速度条件也可以控制的装置及方法。

即，如上所属，需要起到如下作用的固相粉末涂敷装置及涂敷方法。即，向输送管定量供给固相粉末，且连极少的量也以连续并细微调节的方式供给，并且，以与任意的喷射喷嘴截面积及涂敷腔体内部的压力相对应的方式，将向涂敷腔体内部喷射的输送气体的速度表达为亚音速至超音速，由此，以符合固相粉末的所需喷射速度条件的方式调节输送气体的速度，从而可根据固相粉末及基材种类的特性来使涂敷质量保持恒定，并可将涂敷厚度体现为恒定。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供固相粉末涂敷装置及涂敷方法，上述固相粉末涂敷装置及涂敷方法可使定量的固相粉末与吸入气体一同顺畅地输送，并且，并用通过气体供给装置向输送管的内部供给的供给气体，并以符合任意的喷射速度条件的方式调节上述输送管的内部的压力，由此，在仅以吸入气体的流量无法控制最终输送气体的喷射速度条件的情况下，也可调节输送气体的喷射速度。

解决问题的手段

本发明提供固相粉末涂敷装置，本发明的固相粉末涂敷装置的特征在于，包括：输送管10，用于提供固相粉末4的输送通道；气体供给管15，用于在气体供给装置20供给的供给气体的流路；喷射喷嘴30，与上述输送管10或气体供给管20的末端相结合；涂敷腔体40，用于收容上述喷射喷嘴30；固相粉末供给部(未图示)，用于向上述输送管10供给在维持大气压状态的环境中收容的固相粉末4；以及压力调节装置50，用于调节上述涂敷腔体40的内部压力，借助通过驱动上述压力调节装置50而形成的上述涂敷腔体40的负压，处于大气压状态的气体被上述输送管10吸入，从而使吸入气体1和供给气体2一同被用作固相粉末4的输送气体3，上述输送管10和气体供给管15分别使第一区间10a、15a、第二区间10b、15b及第三区间10c、15c依次连续形成，并且上述第一区间10a、15a至第三区间10c、15c的直径符合条件1)(第一区间＝第二区间＝第三区间)、条件2)(第一区间≥第三区间≥第二区间)及条件3)(第三区间≥第一区间≥第二区间)中的一个。

并且，本发明一同提供固相粉末涂敷方法，上述固相粉末涂敷方法作为依次连续形成的第一区间10a、15a、第二区间10b、15b及第三区间10c、15c的直径条件符合条件1)(第一区间＝第二区间＝第三区间)、条件2)(第一区间≥第三区间≥第二区间)及条件3)(第三区间≥第一区间≥第二区间)中的一个，并利用固相粉末涂敷装置的方法，上述固相粉末涂敷装置包括：相互连通的输送管10和气体供给管15；以及涂敷腔体40，用于收容与上述输送管10或气体供给管15的末端相结合的喷射喷嘴30，上述固相粉末涂敷方法的特征在于，通过在上述涂敷腔体的内部产生负压，来使输送气体3在维持大气压状态的环境下，输送向上述输送管10内部流入的固相粉末4，并通过上述喷射喷嘴4来喷射，从而使所喷射的固相粉末4涂敷于在真空状态的涂敷腔体40内部配置的基材，上述输送气体3由被吸入上述输送管10的吸入气体1和从气体供给装置20向上述气体供给管15提供的供给气体2的混合而成。

发明的效果

根据本发明，可解决在向处于真空状态的基材喷射及涂敷固相粉末的现有技术中提出的多个问题及缺点。

具体地，第一，通过轻松控制供给气体的流量、涂敷腔体的压力、输送管的压力及温度，从而可体现仅以吸入气体流量无法体现的固相粉末的喷射速度条件。

第二，向输送管流入在维持大气压状态的环境下收容的固相粉末，由此，可以以定量且细微地调节固相粉末的供给量，因而，即使在现有技术无法体现的大面积基材(例如，横向2m、纵向2m的大面积基材)中也可形成精密且恒定的涂敷厚度，并且可在三维形状的基材中，也可沿着基材的三维形状的表面以规定的涂敷厚度来形成涂敷膜(可进行涂敷厚度偏差为±500nm水平的精密涂敷)。

第三，通过并用吸入气体和供给气体，由此，可使经过喷射喷嘴的输送气体的喷射速度以与任意的喷射喷嘴截面积相对应的方式体现为亚音速至超音速。

第四，不仅可向输送管的内部一次性供给混合两种以上的固相粉末，而且，还可以将两种以上的固相粉末分别精密且定量供给于输送管的内部，来向基材喷射及涂敷。

附图说明

图1为喷射喷嘴与输送管的末端相结合的固相粉末涂敷装置一实施例的示意图。

图2为喷射喷嘴与气体供给管的末端相结合的固相粉末涂敷装置一实施例的示意图。

图3为表示吸入气体、供给气体及固相粉末向输送管及气体供给管输送的例的示意图。

图4为示出输送管的多个直径变化例的图。

图5为示出气体供给管的多个直径变化例的图。

图6为US7153567(现有技术1)的图1(删除附图标记)。

图7为EP2264222(现有技术2)的图16(删除附图标记)。

图8为US6759085(现有技术3)的图1(删除附图标记)。

图9为US20110104369(现有技术4)的图2(删除附图标记)。

图10为US20130192519(现有技术5)的图1(删除附图标记)。

具体实施方式

用于实施本发明的固相粉末涂敷装置的最佳形态包括：输送管10，用于提供固相粉末4的输送通道；气体供给管15，用于在气体供给装置20供给的供给气体的流路；喷射喷嘴30，与上述输送管10或气体供给管20的末端相结合；涂敷腔体40，用于收容上述喷射喷嘴30；固相粉末供给部(未图示)，用于向上述输送管10供给在维持大气压状态的环境中收容的固相粉末4；以及压力调节装置50，用于调节上述涂敷腔体40的内部压力，借助通过驱动上述压力调节装置50而形成的上述涂敷腔体40的负压，处于大气压状态的气体背上述输送管10吸入，从而使吸入气体1和供给气体2一同用作固相粉末4的输送气体3，上述输送管10和气体供给管15分别使第一区间10a、15a、第二区间10b、15b及第三区间10c、15c依次连续形成，并且上述第一区间10a、15a至第三区间10c、15c的直径符合条件1)(第一区间＝第二区间＝第三区间)、条件2)(第一区间≥第三区间≥第二区间)及条件3)(第三区间≥第一区间≥第二区间)中的一个。

用于实施本发明的形态

以下，参照附图，详细说明本发明的固相粉末涂敷装置及方法。

Ⅰ.固相粉末涂敷装置

本发明提供固相粉末涂敷装置，本发明的固相粉末涂敷装置的特征在于，包括：输送管10，用于提供固相粉末4的输送通道；气体供给管15，用于在气体供给装置20供给的供给气体的流路；喷射喷嘴30，与上述输送管10或气体供给管20的末端相结合；涂敷腔体40，用于收容上述喷射喷嘴30；固相粉末供给部(未图示)，用于向上述输送管10供给在维持大气压状态的环境中收容的固相粉末4；以及压力调节装置50，用于调节上述涂敷腔体40的内部压力，借助通过驱动上述压力调节装置50而形成的上述涂敷腔体40的负压，处于大气压状态的气体被上述输送管10所吸入，从而使吸入气体1和供给气体2一同被用作固相粉末4的输送气体3，上述输送管10和气体供给管15分别使第一区间10a、15a、第二区间10b、15b及第三区间10c、15c依次连续形成，并且上述第一区间10a、15a至第三区间10c、15c的直径符合条件1)(第一区间＝第二区间＝第三区间)、条件2)(第一区间≥第三区间≥第二区间)及条件3)(第三区间≥第一区间≥第二区间)中的一个。

在本说明书中，“吸入气体1”为先处于大气压状态，之后借助在上述输送管10的一侧产生的负压(小于大气压的压力)来被上述输送管10吸入的气体的统称。

“供给气体2”为借助气体供给装置20来向上述气体供给管15供给的气体的统称。

“输送气体3”为用于输送固相粉末4的气体，是上述吸入气体1和供给气体2被混合的气体的统称。

上述喷射喷嘴30与上述输送管10或气体供给管20的末端相结合。

在上述喷射喷嘴30与上述输送管10的末端相结合的情况下，上述输送管10成为吸入气体1及输送气体3移动的管道。在此情况下，如图1所示，固相粉末4流入上述输送管10后，沿着吸入气体1的流动移动，接着，沿着与供给气体2相混合的输送气体3的流动来向输送管10末端的喷射喷嘴30侧移动，上述供给气体2从气体供给管20向输送管10提供。

当上述喷射喷嘴30与上述气体供给管15的末端相结合的情况下，上述气体供给管15成为供给气体2及输送气体3移动的管道。在此情况下，如图2所示，固相粉末4流入上述输送管10后，沿着吸入气体1的流动来向气体供给管15移动，并以与供给气体2相结合的状态(即，沿着输送气体3的流动)来向气体供给管15末端的喷射喷嘴30侧移动。

由于上述输送管10和气体供给管15相互连通，因此，上述喷射喷嘴30与输送管10的末端相结合的情况或者与气体供给管15的末端相结合的情况均受到涂敷腔体40的压力状态的影响。即，将上述输送管10的一侧形成为向大气压开放的状态，从而，借助通过驱动压力调节装置50而形成的上述涂敷腔体40的负压，来向述输送管10的开放的一侧吸入。

在上述气体供给装置20中，可向气体供给管15供给氧、氮、氩、氦、氢、空气中的一种，也可供给上述列举气体中的两种以上的气体的混合气体。并且，将从上述气体供给装置20向气体供给管15供给的供给气体2的温度调节在0℃～600℃的范围内，由此，可控制最终喷射的输送气体3的速度和温度。

本发明提供的固相粉末涂敷装置可包括用于向上述输送管10提供固相粉末的一个或两个以上的固相粉末供给部(未图示)。上述固相粉末供给部在维持大气压状态的环境下供给固相粉末4，并借助在上述输送管10一侧形成的负压来吸入大气压状态的气体，从而使上述吸入气体和上述固相粉末4一同向上述输送管10流入。在上述固相粉末供给部可设有固相粉末定量供给器，上述固相粉末定量供给器用于定量调节每单位时间供给的固相粉末的数量。

与上述输送管10的末端或气体供给管15的末端相结合的喷射喷嘴为以向真空状态的涂敷腔体40的内部喷射与输送气体3相混合的固相粉末4的方式向基材5进行涂敷的结构要素。

上述喷射喷嘴30以临界速度(critical velocity)以上且小于冲蚀速度(erosionvelocity)的速度喷射固相粉末4，来使涂敷效率(coating efficiency)达到最大化。根据固相粉末4的种类及大小，可适用亚音速(subsonic；马赫数(M)＜1)喷嘴或音速(sonic；马赫数(M)＝1)喷嘴或者超音速(supersonic；马赫数(M)＞1)喷嘴。上述亚音速喷嘴还被称作孔喷嘴，上述亚音速喷嘴具有至喷嘴的出口逐渐缩小的截面形状。可在亚音速喷嘴出口表达的最高的气体喷射速度的马赫数(M)无法超过1(音速)。并且，超音速喷嘴具有从喷嘴的入口越朝向喷嘴的颈部(throat)，截面积越变小，且重新经过喷嘴的颈部之后越朝向喷嘴的出口，截面积越变大的形状，一般将上述超音速喷嘴称作拉瓦尔(laval)喷嘴。1897年，上述超音速喷嘴被瑞典的古斯塔夫德拉瓦尔(Gustaf de Laval)所开发，并用于蒸汽轮机(steam turbine)，之后，上述超音速喷嘴的原理被罗伯特戈达德(Robert Goddard)用于火箭引擎。上述超音速喷嘴的马赫数(M)由压力、温度、截面积比决定。由于根据进行涂敷的固相粉末4的种类、大小、比重，临界速度和冲蚀速度不相同，因此，可选择性适用适合于各个固相粉末4的喷射喷嘴。在本发明中，喷射喷嘴30可适用圆形喷嘴(亚音速喷嘴或超音速喷嘴)，也可适用横向宽度大于纵向宽度的狭缝(slit)喷嘴(亚音速喷嘴或超音速喷嘴)。当适用狭缝喷嘴的情况下，可向大面积基材均匀地涂敷固相粉末。

为了表达超音速至亚音速的喷射速度，上述喷射喷嘴30可适用孔(orifice)喷嘴或者拉瓦尔(laval)喷嘴，上述孔喷嘴具有至喷嘴的出口逐渐收缩的截面形状，上述拉瓦尔喷嘴具有从喷嘴的入口越朝向喷嘴的颈部(throat)，截面积越变小，且重新经过喷嘴的颈部之后越朝向喷嘴的出口，截面积越变大的形状。即，根据使用目的，上述孔喷嘴可用于将输送气体的喷射速度表达为亚音速或音速，上述拉瓦尔喷嘴可用于将输送气体的喷射速度表达为亚音速或超音速。

可通过上述喷射喷嘴30与用于控制相对位置的位置控制单元70相结合，来使喷射喷嘴30向空间上的特定坐标(x、y、z)移动。上述位置控制单元70可通过喷射喷嘴30成为喷射及涂敷存在于三维空间的任意位置的一维～三维形状物体的有利单元。上述位置控制单元70可由可动臂(arm)构成，上述可动臂与上述喷射喷嘴30相结合，来进行直线运动、曲线运动、旋转运动等。

上述涂敷腔体40收容上述喷射喷嘴30，来向配置于上述涂敷腔体40内部的平面基材或三维形状的基材提供用于涂敷固相粉末4的空间。在上述涂敷腔体40内部的从喷射喷嘴30喷射固相粉末4的位置设置基材托架60，从而，可通过调节上述基材托架60的高低来调节与上述喷射喷嘴30之间的相对位置。并且，上述基材托架60可与可动臂(arm)相结合，上述可动臂可进行直线运动、曲线运动、旋转运动等。为了不受到基于固相粉末4喷射的反力的影响，可通过在基材托架60设置真空吸盘(vacuum chuck)来吸附基材5并固定。在设置如上所述的真空吸盘的情况下，可抑制基于固相粉末喷射的基材的晃动。

本发明的涂敷腔体40与基材的种类无关，以可涂敷固相粉末4的方式形成多种实施例。只是，为了向如玻璃、金属等的坚硬原材料的基材涂敷固相粉末的工序，可将基材移送装置由配置型(用于执行在具有规定面积的基材借助移送装置来移动并进行涂敷的工序的结构)装置形成。当然，即使是如聚合物薄膜、金属薄片(foi1)等的柔韧性原材料的基材，也可向上述配置型装置移送并喷射及涂敷，还可用上述基材移送装置以卷到卷(roll-to-roll)形态的内连装置代替。作为这种卷到卷装置的一例，可适用韩国登录特许第0991723号“固相粉末连续蒸镀卷到卷装置”。根据基材的材质，上述基材移送装置可组装、拆卸及置换。并且，上述基材移送装置可调节基材的移送速度及往复次数等。

优选地，上述涂敷腔体40由即使上述涂敷腔体40的内部处于真空状态，也可充分抵抗外部的压力，且具有优秀耐久性的不锈钢(stainless steel)、钢(steel)、铝合金等材料构成，而且，可以结合透明材料来制作，使得可从外部观察涂敷腔体的内部。并且，可在上述涂敷腔体的一侧设置门，上述门用于以自动或手动的方式将基材设于真空腔体的内部，或者用于顺利地完成涂敷腔体内部的清扫等工作。

上述压力调节装置50为用于将上述涂敷腔体40的内部保持为小于大气压的负压状态的装置。若通过上述压力调节装置50来将涂敷腔体40的内部压力设定为小于大气压的负压，则处于大气压状态的气体被上述输送管10吸入。上述输送管10以喷射喷嘴30为媒介，来与涂敷腔体相连通，从而可起到上述作用。

上述压力调节装置50可以与排气泵相连接，上述排气泵用于将涂敷腔体40的内部保持为真空状态。上述排气泵还可包括集尘装置，上述集尘装置用于对残留在上述涂敷腔体40内部的固相粉末进行集尘。

并且，可在上述输送管10或气体供给管15及涂敷腔体40设置压力及温度测定装置80来实时确认温度及压力。

并且，本发明设置系统控制部来使上述结构要素有机地进行联动，上述系统控制部用于联动控制上述喷射喷嘴30的前端的压力、涂敷腔体的内部的压力、从气体供给装置供给的供给气体的流量、固相粉末供给部的固相粉末供给量。

另一方面，如图4所示，上述输送管10依次连接第一区间10a、第二区间10b及第三区间10c，并且，上述第一区间10a至第三区间10c的直径条件可以符合以下的条件1至条件3中的一个。

条件1：第一区间＝第二区间＝第三区间；

条件2：第一区间≥第三区间≥第二区间；

条件3：第三区间≥第一区间≥第二区间。

并且，如图5所示，上述气体供给管15依次连接第一区间15a、第二区间15b及第三区间15c，上述第一区间15a至第三区间15c的直径条件可以符合以下的条件1至条件3中的一个。

条件1：第一区间＝第二区间＝第三区间；

条件2：第一区间≥第三区间≥第二区间；

条件3：第三区间≥第一区间≥第二区间。

并且，当上述输送管10和气体供给管15的第一区间10a、15a至第三区间10c、15c依次连续形成时，为了使各个区间之间的输送气体3和固相粉末4顺畅地流动，可在上述第一区间10a、15a和第二区间10b、15b的连接部或者上述第二区间10b、15b和第三区间10c、15c的连接部中小口径管和大口径管相连接的部位的整体或一部分形成可缩小或扩大的截面积可变区间10d、15d。

当上述输送管10的末端与喷射喷嘴30相结合的情况下，上述气体供给管15不仅可以与输送管的第一区间10a至第三区间10c相连接，而且还可以与上述截面积可变区间10d相连接。在此情况下，上述气体供给管15的直径D和上述输送管10的第一区间10a至第三区间10c的直径可以以与伯努利定理(Bernoulli's theorem)和输送气体喷射速度条件相对应的方式进行决定。

并且，在上述气体供给管15的末端与喷射喷嘴30相结合的情况下，上述输送管15不仅与第一区间15a只第三区间15c相连接，而且还可以与上述截面积可变区间15d相连接。在此情况下，上述输送管10的直径D和上述气体供给管15的第一区间15a至第三区间15c的直径也可以以与伯努利定理(Bernoulli's theorem)和输送气体喷射速度条件相对应的方式进行决定。

在本发明中，可根据吸入气体1、供给气体2及固相粉末4的移动路径来以多种方式变更上述输送管10、气体供给装置20及固相粉末供给部(未图示)的相互配置。以下，与附图一同说明具体实施例。

实施例1

图3的(a)部分示出的实施例1为固相粉末4与吸入气体1一同流入输送管10，并且，供给气体2通过与上述输送管10的一侧相连通的气体供给管15来供给的实施例。在此情况下，固相粉末4向吸入气体1经过的路径供给，且上述固相粉末4以与吸入气体1相混合的状态来向输送管10流入，并以重新与供给气体2相混合的状态来移动至喷射喷嘴30。

实施例2

图3的(b)部分示出的实施例2为固相粉末4与吸入气体1一同向输送管10流入，并且，供给气体2向上述输送管10的一侧供给，而且还追加构成仅用于吸入气体1的流路的实施例。

实施例3

图3的(c)部分示出的实施例3为具有两个固相粉末供给部，因此，在两个固相粉末供给部中，均使固相粉末4与吸入气体1一同向输送管10流入，并且，供给气体2借助与上述输送管10的一侧相连通的气体供给管15来供给的实施例。由此，可通过混合两种固相粉末来向基材进行涂敷。

实施例4

图3的(d)部分示出的实施例4为吸入气体1和固相粉末4通过与供给气体2经过的气体供给管15一侧相连通的输送管10来流入，使得在上述供给气体2中混合吸入气体1的输送气体3向喷射喷嘴30方向移动的实施例。

如上所述，参照附图来对本发明进行了说明，但在不脱离本发明的主旨的范围内本发明可进行多种补充及变形，并可使用于多种领域。因此，本发明的发明要求保护范围包括属于本发明的真正范围内的修改及变形。

Ⅱ.固相粉末涂敷方法

本发明提供固相粉末涂敷方法，上述固相粉末涂敷方法作为依次连续形成的第一区间10a、15a、第二区间10b、15b及第三区间10c、15c的直径条件符合条件1(第一区间＝第二区间＝第三区间)、条件2(第一区间≥第三区间≥第二区间)及条件3(第三区间≥第一区间≥第二区间)中的一个，并利用固相粉末涂敷装置的方法，上述固相粉末涂敷装置包括：相互连通的输送管10和气体供给管15；以及涂敷腔体40，用于收容与上述输送管10或气体供给管15的末端相结合的喷射喷嘴30，上述固相粉末涂敷方法的特征在于，通过在上述涂敷腔体的内部产生负压，来使输送气体3在维持大气压状态的环境下，输送向上述输送管10内部流入的固相粉末4，并通过上述喷射喷嘴4来喷射，从而使所喷射的固相粉末4涂敷于在真空状态的涂敷腔体40内部配置的基材，上述输送气体3由被吸入上述输送管10的吸入气体1和从气体供给装置20向上述气体供给管15提供的供给气体2的混合而成。

如上所述的固相粉末涂敷方法借助本发明提供的固相粉末涂敷装置来体现，并且，根据上述涂敷腔体40的内部压力的调节、气体的吸入和供给、固相粉末的流入(吸入或供给)同时或按照特定顺序来进行。以改造式来示出上述固相粉末涂敷方法如下。

步骤a)调节涂敷腔体的内部压力

步骤b)吸入气体流入输送管的内部(吸入)

步骤c)供给气体流入输送管的内部(供给)

步骤d)固相粉末流入输送管的内部(吸入或供给)

步骤e)喷射及涂敷固相粉末

在上述五种步骤中，步骤e)实现得最慢。但是，如下所述，步骤a)至步骤d)可以以多种顺序来组合。以下，“→”表示步骤性顺序，“/”表示同时进行。

①a)→b)/c)/d)

②a)→b)→c)→d)

③a)→b)/d)→c)

④c)→a)→b)→d)

⑤d)→a)→b)→c)

除上述例示之外，可在体现本发明的目的上不存在任何问题的范围内以更多的方式组合步骤a)至步骤d)。

并且，本发明还可包括通过上述气体供给装置20来调节供给气体2的流量的步骤和以符合输送气体3的喷射速度条件的方式调节上述输送管10和涂敷腔体40内部的温度和压力的步骤。此时，可将上述供给气体2的温度调节为0℃～600℃，从而使上述温度符合输送气体3的喷射速度条件。上述输送气体3的喷射速度条件基于压缩性流体或非压缩性流体的运行。

上述吸入气体1可适用混合有大气压状态的氧、氮、氩、氦、氢、空气中的一种或两种以上的气体，上述供给气体2可适用混合有氧、氮、氩、氦、氢、空气中的一种或两种以上的气体。

产业上的可利用性

根据本发明，可向开放于大气压状态的输送管的一侧以定量及连续的方式细微调节并供给固相粉末，从而，可解决以往的固相粉末的非定量供给问题，而且并用吸入气体和供给气体，从而，可将输送气体的喷射速度体现至超音速。这种本发明可广泛适用于半导体及电子设备领域。

Claims (21)

1.一种固相粉末涂敷装置，其特征在于，

包括：

输送管(10)，用于提供固相粉末(4)的输送通道；

气体供给管(15)，成为从气体供给装置(20)供给的供给气体的流路；

喷射喷嘴(30)，与上述输送管(10)或气体供给管(15)的末端相结合；

涂敷腔体(40)，用于收容上述喷射喷嘴(30)；

固相粉末供给部，用于向上述输送管(10)供给在维持大气压状态的环境中收容的固相粉末(4)；以及

压力调节装置(50)，用于调节上述涂敷腔体(40)的内部压力，

借助通过驱动上述压力调节装置(50)而形成的上述涂敷腔体(40)的负压，来使处于大气压状态的气体被上述输送管(10)所吸入，从而使吸入气体(1)和供给气体(2)一同被用作固相粉末(4)的输送气体(3)，

上述输送管(10)和气体供给管(15)分别使第一区间(10a)、(15a)、第二区间(10b)、(15b)及第三区间(10c)、(15c)依次连续形成，并且上述第一区间(10a)、(15a)至第三区间(10c)、(15c)的直径符合如下条件1)至条件3)中的一个，

条件1)：第一区间＝第二区间＝第三区间；

条件2)：第一区间≥第三区间≥第二区间；

条件3)：第三区间≥第一区间≥第二区间。

2.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，上述输送管(10)的一侧形成为开放于大气压的状态，从而使处于大气压状态的气体借助通过驱动上述压力调节装置(50)而形成的上述涂敷腔体(40)的负压，来向上述输送管(10)的开放的一侧吸入。

3.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，上述输送管(10)包括一个或两个以上的固相粉末供给部，上述固相粉末供给部用于向上述输送管(10)供给固相粉末(4)。

4.根据权利要求3所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，上述固相粉末供给部使得以大气压状态来储存的固相粉末(4)与上述吸入气体(1)一同向上述输送管(10)流入。

5.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，还包括供给气体流量调节装置(25)，上述供给气体流量调节装置(25)用于调节上述供给气体(2)的流量。

6.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，还包括供给气体温度调节装置，上述供给气体温度调节装置用于调节上述供给气体(2)的温度。

7.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，还包括压力及温度测定装置(80)，设置于上述输送管(10)或气体供给管(15)及涂敷腔体(40)，上述压力及温度测定装置(80)用于实时测定压力和温度。

8.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，还包括位置控制单元(70)，与上述喷射喷嘴(30)相结合，上述位置控制单元(70)用于调节与配置于上述涂敷腔体(40)内部的基材(5)之间的相对位置。

9.根据权利要求8所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，上述位置控制单元(70)由可动臂构成，上述可动臂与上述喷射喷嘴(30)相结合，从而能够进行直线运动、曲线运动、旋转运动。

10.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，还包括基材托架(60)，设于上述涂敷腔体(40)的内部，上述基材托架(60)用于调节与上述喷射喷嘴(30)的相对位置。

11.根据权利要求10所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，上述基材托架(60)与可动臂相结合，上述可动臂能够进行直线运动、曲线运动、旋转运动。

12.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，还包括涂敷腔体温度调节装置，上述涂敷腔体温度调节装置用于调节上述涂敷腔体(40)的内部温度。

13.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，还包括集尘装置，上述集尘装置用于对在向上述涂敷腔体(40)的内部喷射之后残留于涂敷腔体(40)内部的固相粉末(4)进行集尘。

14.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，在上述输送管(10)的第一区间(10a)和第二区间(10b)的连接部或者上述第二区间(10b)和第三区间(10c)的连接部中，在小口径管和大口径管相连接的部位的整体或一部分形成能够缩小或扩大的截面积可变区间(10d)。

15.根据权利要求1所述的固相粉末涂敷装置，其特征在于，在上述气体供给管(15)的第一区间(15a)和第二区间(15b)的连接部或者上述第二区间(15b)和第三区间(15c)的连接部中，在小口径管和大口径管相连接的部位的整体或一部分形成能够缩小或扩大的截面积可变区间(15d)。

16.一种固相粉末涂敷方法，作为依次连续形成的第一区间(10a)、(15a)、第二区间(10b)、(15b)及第三区间(10c)、(15c)的直径条件符合如下条件1)至条件3)中的一个，并利用固相粉末涂敷装置的方法，上述固相粉末涂敷装置包括：相互连通的输送管(10)和气体供给管(15)；以及涂敷腔体(40)，用于收容与上述输送管(10)或气体供给管(15) 的末端相结合的喷射喷嘴(30)，上述条件1)至条件3)如下，

条件1)：第一区间＝第二区间＝第三区间；

条件2)：第一区间≥第三区间≥第二区间；

条件3)：第三区间≥第一区间≥第二区间，

上述固相粉末涂敷方法的特征在于，通过在上述涂敷腔体的内部产生负压，来使输送气体(3)在维持大气压状态的环境下，输送向上述输送管(10)内部流入的固相粉末(4)，并通过上述喷射喷嘴(30)喷射，从而使所喷射的固相粉末(4)涂敷于在真空状态的涂敷腔体(40)内部配置的基材，上述输送气体(3)由被吸入上述输送管(10)的吸入气体(1)和从气体供给装置(20)向上述气体供给管(15)提供的供给气体(2)混合而成。

17.根据权利要求16所述的固相粉末涂敷方法，其特征在于，还包括调节由上述气体供给装置(20)供给的供给气体(2)的流量，从而以符合输送气体(3)的喷射速度条件的方式调节上述输送管(10)或气体供给管(15)的内部压力的步骤。

18.根据权利要求17所述的固相粉末涂敷方法，其特征在于，上述供给气体(2)的温度为0～600℃。

19.根据权利要求16所述的固相粉末涂敷方法，其特征在于，还包括以符合输送气体(3)的喷射速度条件的方式调节上述输送管(10)或气体供给管(15)内部的输送气体(3)温度的步骤。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的固相粉末涂敷方法，其特征在于，上述吸入气体(1)混合有处于大气压状态下的氧、氮、氩、氦、氢、空气中的一种或两种以上。

21.根据权利要求16至19中任一项所述的固相粉末涂敷方法，其特征在于，上述供给气体(2)混合有氧、氮、氩、氦、氢、空气中的一种或两种以上。