DD252006A1 - Verdampfertiegel - Google Patents

Abstract

Verdampfertiegel fuer grossflaechiges Verdampfen im Vakuum von Metallen. Der Verdampfertiegel besteht aus einem Tiegeleinsatz aus Graphit und ist mit Oxidkeramik zur Waermeisolation und einer Metallmanschette umgeben. Zwischen dem Tiegeleinsatz und der Waermeisolation ist erfindungsgemaess eine Zwischenschicht aus Graphitgranulat eingebracht. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Der Verdampfertiegel dient zum großflächigen Verdampfen von Metallen im Vakuum, wie z. B. Kupfer und Zink, aus einem Graphittiegel, vorzugsweise mit Elektronenstrahlheizung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Verdampfung von Metallen für Großflächenbedampfung ist es aus energieökonomischen Gründen vorteilhaft, aus sogenannten heißen Tiegelgefäßen zu verdampfen. Dabei hat die Gefäßwandung etwa die gleiche Temperatur wie die des Verdampfungsgutes. Die universelle Einsetzbarkeit entsprechender Tiegelmaterialien wird oftmals durch chemische Reaktionen zwischen Verdampfungsgut und dessen Beimengungen und dem Tiegelmaterial bei diesen Temperaturen begrenzt. Solche Reaktionen führen zur begrenzten Gebrauchsdauer des Verdampfertiegels oder zur Minderung der Qualität der aufgedampften Schicht. Bei der Verwendung von Graphittiegeln oder Tiegeleinsätzen aus hochschmelzendem Material für die Verdampfung von Kupfer oder Zink können solche Reaktionen weitgehend vermieden werden.

Nachteil dieser Graphittiegel ist aber der hohe Energieaufwand für die Verdampfung. Metallische Tiegeleinsätze haben dagegen eine kurze Gebrauchsdauer infolge von Auswaschungen. Somit sind von der Ökonomie her gesehen die Kosten für derartige Bedampfungsaufgaben anteilig durch die Energiekosten oder Tiegelkosten sehr hoch.

Es wurde versucht, den Tiegel zur Verringerung der Wärmeableitung des graphitischen Tiegelmaterials mit Materialien geringerer Wärmeleitung, beispielsweise oxidkeramische Materialien, zu umgeben und den Tiegel thermisch besser zu isolieren. Diese Materialkombinationen führten aber wieder im Temperaturbereich für Zink- und Kupferverdampfung zu chemischen Reaktionen mit Gaserzeugung. Damit scheidet diese Lösung für Verdampfungszwecke im Vakuum aus.

Ziel der Erfindung

Es ist ein Verdampfertiegel zu schaffen, der bei vertretbarem Energieaufwand auch kostengünstig in der Herstellung ist und eine hohe Gebrauchsdauer besitzt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdampfertiegel für das großflächige Verdampfen von Metall in Vakuum zu schaffen, der große Abmessungen hat und konstruktiv einfach aufgebaut ist. Es ist ein Material einzusetzen, welches chemische Reaktionen zwischen dem Graphit und der thermischen Isolation verhindert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Tiegel mit Graphiteinsatz, oxidkeramischer Wärmeisolation und Metallmanschette dadurch gelöst, daß sich zwischen dem Graphiteinsatz und der Wärmeisolation eine etwa 10 mm dicke Graphitgranulatschicht von etwa 1 mm Körnung befindet. Um die oxidkeramische Schicht befindet sich bekannterweise der metallische Mantel.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verdampfertiegel treten weder bei Verdampfung von Zink bei Temperaturen bis 650⁰C noch bei der Verdampfung von Kupfer bei Temperaturen bis etwa 1 800⁰C nachteilige Gasreaktionen an der Tiegelzwischenfläche auf. Mit diesem Verdampfertiegel kann die erforderliche spezifische Verdampfungsenergie gegenüber der unisolierter Graphitverdampfertiegel um die Hälfte reduziert werden. Es ist vorteilhaft, zur weiteren Reduzierung der Strahlungsverluste des Tiegeleinsatzes die Stirnseiten

des Tiegeleinsatzes nach außen hin abzuschrägen. ""

Ausführungsbeispiel

In der zugehörigen Zeichnung ist ein Verdampfertiegel im Schnitt dargestellt.

In dem Tiegelhafen befindet sich das Verdampfungsgut 1 und wird durch Elektronenstrahl geheizt. Der Tiegeleinsatz 2 besteht aus Graphit. Zwischen der Außenhaut des Tiegeleinsatzes 2 und einer oxidkeramischen Wärmeisolation 3 ist eine etwa 10 mm dicke Zwischenschicht 4 aus Graphitgranulat mit einer Körnung von etwa 1 mm angeordnet. Die oxidkeramische Wärmeisolation 3 ist mit einer metallischen Manschette 5 umgeben.

Claims (2)

1. Verdampfertiegel, bestehend aus einem Tiegeleinsatz aus Graphit, einer ihn umgebenden oxidkeramischen Wärmeisolation mit Metallmanschette, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tiegeleinsatz (2) und der Wärmeisolation (4) eine Zwischenschicht (3) aus Graphitgranulat von etwa 10 mm Dicke und etwa 1 mm Körnung angeordnet ist.

2. Verdampfertiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Tiegeleinsatzes (2) nach außen hin abgeschrägt ist.