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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Beschichten
eines Substrates durch Brush Plating, bei dem ein Elektrolyt, in
dem Partikel dispergiert sind, unter Anwendung eines Überträgers auf
das Substrat aufgebracht wird, wobei sich eine metallische Schicht
auf dem Substrat ausbildet, in deren Matrix die Partikel eingebaut
sind.
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Ein
Verfahren der eingangs genannten Art lässt sich beispielsweise der
JP 01301897 A entnehmen.
Um eine Schicht herzustellen, in der Partikel dispergiert sind,
wird gemäß diesem
Dokument vorgeschlagen, ein Brush Plating-Verfahren anzuwenden.
Unter Brush Plating ist ein elektrochemisches Beschichtungsverfahren
zu verstehen, bei dem das zu beschichtende Substrat nicht in einen
Elektrolyten eingetaucht wird, sondern der Elektrolyt mit einem
als Brush oder auch „Bürste" bezeichneten Überträger auf
das Substrat aufgebracht wird. Dabei muss keine Bürste im
engeren Sinne zum Einsatz kommen. Vielmehr muss der Überträger die
Eigenschaften aufweisen, aufgrund vorrangig kapillarer Wirkungen
den Elektrolyten auf das Substrat übertragen zu können. Hierzu
eignet sich beispielsweise eine Bürste deswegen, weil zwischen
den einzelnen Borsten kapillare Kanäle entstehen, die zum Transport
des Elektrolyts geeignet sind. Andere Strukturen, die sich zur Übertragung
des Elektrolyts eignen, sind beispielsweise schwammartige, d. h.
offenporige, in sich elastische Materialien.
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Um
eine effektive Beschichtung zu ermöglichen, wird der Überträger durch
ein Kanalsystem mit Elektrolyt gespeist, welcher mit den kapillaren
Kanälen
des Überträgers in
fluidischer Verbindung steht. Der wesentliche Vorteil im Vergleich
zum klassischen elektrochemischen Beschichten, bei dem das Substrat
in den Elektrolyten eingetaucht wird, besteht darin, dass durch
ständiges
Nachführen
von Elektrolyt ein hoher Materialdurchsatz möglich ist. Dementsprechend
können
beispielsweise beim galvanischen Beschichten entsprechend hohe Abscheideströme umgesetzt
werden, weswegen ein schneller Schichtaufbau möglich ist. Im Unterschied zu
Elektrolytbädern
lässt sich
durch das ständige
Fließen des
Elektrolyts beim Brush Plating vermeiden, dass sich aufgrund einer
begrenzten Diffusionsgeschwindigkeit im Elektrolyt ein stationärer Zustand
einstellt, der die Beschichtungsgeschwindigkeit limitiert.
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Selbstverständlich ist
es auch bekannt, Partikel in elektrochemisch hergestellte Schichten
einzubauen, die in einem elektrochemischen Bad beschichtet wurden.
Beispielsweise ist es gemäß der
US 2007/0036978 A1 bekannt,
CNT (diese Abkürzung
wird im Folgenden für
Carbon Nano Tubes oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwendet) in elektrochemisch
abgeschiedene Schichten einzubauen. Allerdings ist hier ein weiterer
limitierender Faktor für
den Einbau der CNT dadurch gegeben, dass sich diese nur begrenzt
in dem elektrochemischen Bad dispergieren lassen. Eine Herstellung
von stabilen Dispersionen, d. h. Dispersion, die auch über einen
längeren
Zeitraum von über
24 Stunden stabil bleiben, wirft Probleme auf. Zwar besteht die
Möglichkeit,
die Dispersion durch die Verwendung von Netzmitteln zu stabilisieren,
jedoch werden diese dann zumindest zum Teil auch in den Schichten
abgeschieden. Mit dem Einbau von CNT in elektrochemische Schichten wird
aber beispielsweise eine Verbesserung der Leitfähig keit angestrebt. Die Anwesenheit
von Netzmitteln, die vorrangig auf der Oberfläche der CNT verbleiben, schränkt aber
den gewünschten
Effekt des Einbaus von CNT in die metallische Matrix der elektrochemisch
abgeschiedenen Schicht ein.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zum elektrochemischen
Beschichten von Substraten mittels Brush Plating anzugeben, bei
dem vergleichsweise hohe Einbauraten an Partikeln verwirklicht werden
können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem
eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass der Überträger über zwei
fluidisch voneinander unabhängige
Zuführsysteme
gespeist wird, nämlich über ein
erstes Leitungssystem für
den Elektrolyten, in dem die Konzentration an Partikeln im Vergleich zur
geforderten Konzentration zumindest vermindert ist, bzw. keine Partikel
vorhanden sind, und ein zweites Leitungssystem für die Partikel, mit dem Partikel dem
Elektrolyt zugesetzt werden, bis in diesem die geforderte Konzentration
an Partikeln erreicht ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
wird vorteilhaft erreicht, dass keine stabile Dispersion an Partikeln
in dem Elektrolyt hergestellt werden muss. Vielmehr wird der Umstand
genutzt, dass beim Brush Plating die Zeit, die vergeht, bis der
in den Überträger eingespeiste
Elektrolyt die zu beschichtende Oberfläche des Substrates erreicht,
sehr kurz ist. Außerdem wird
der Elektrolyt über
die durch den Überträger gebildeten
kapillaren Kanäle
geleitet, die ein Agglomerieren in dem Elektrolyt erschweren. Daher
ist ein unerwünschtes
Agglomerieren von Partikeln während der
kurzen Zeit bis zur Beschichtung des Substrates aus den Bestandteilen
des Elektrolyts sehr unwahrscheinlich. Dies hat den Vorteil, dass
auch Partikel wie CNT verwendet werden können, welche sich an sich in
den zur Verfügung
stehenden Elektrolyten schlecht dispergieren lassen. Eine andere
Möglichkeit,
diesen Umstand sinnvoll zu nutzen, besteht darin, dass die Partikel
in vergleichsweise hohen Konzentrationen, die normalerweise als
Dispersion in dem betreffenden Elektrolyt nicht mehr stabil sind, zugegeben
werden können.
Hierdurch lässt
sich die Einbaurate an Partikeln in der sich ausbildenden Schicht
erhöhen.
Damit wird das Prozessfenster, welches zur Ausbildung von elektrochemischen Schichten
mit dispergierten Partikeln zur Verfügung steht, vorteilhaft größer.
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Ein
weiterer Vorteil des Brush Platings ergibt sich dadurch, dass das Übertragungsmedium
während
des Schichtbildungsprozesses mit dem Substrat in Kontakt steht.
Hierdurch wird einem dendritischen Schichtwachstum entgegengewirkt,
da die sich ausbildende Schicht sofort kompaktiert wird. Die Einbringung
von CNT würde
sonst nämlich
die Ausbildung von Dendriten begünstigen – mit negativen
Auswirkungen auf die Schichtqualität.
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Gemäß einer
besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
geforderte Konzentration an Partikeln in dem Elektrolyt bei einem Wert
liegt, der oberhalb eines kritischen Wertes für eine Stabilität der Dispersion
liegt. Die Vorteile einer hierdurch bedingten erhöhten Einbaurate
an Partikeln in der sich ausbildenden Schicht sind bereits erläutert worden.
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Eine
andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Partikel
in dem zweiten Legierungssystem als Dispersion zugeführt werden.
Als Dispersionsmittel können
dabei gleichermaßen
ein Gas (Bildung eines Aerosols), eine Flüssigkeit (Bildung einer Suspension)
oder ein Feststoff (Bildung eines Feststoffgemisches) zum Einsatz
kommen. Bei Verwendung eines Feststoffes wird vorzugsweise aus größeren Partikeln
als den in der auszubildenden Schicht zu dispergierenden Partikeln
ein Pulver gebildet, welches sich leichter handhaben, dosieren bzw.
herstellen lässt.
Aber auch die Förderung
und Dosierung der in die auszubildende Schicht einzubauenden Partikel
als Pulver ist möglich.
Die Verwendung von Dispersionen hat jedoch den Vorteil, dass die
Handhabung im Allgemeinen vereinfacht wird. Als flüssiges Dispersionsmittel
kommt bevorzugt auch der Elektrolyt selbst zum Einsatz. Damit unterscheiden
sich der Elektrolyt, welcher durch das erste Leitungssystem eingespeist
wird, und der Elektrolyt, welcher durch das zweite Leitungssystem
eingespeist wird, lediglich in der Konzentration an dispergierten
Partikeln. Der Elektrolyt im ersten Leitungssystem, was den Hauptteil
des Mengendurchsatzes ausmacht, ist vorteilhaft dabei nicht mit
einer größeren Menge
von Partikeln versehen, so dass die Handhabung vorteilhaft vereinfacht
ist. Insbesondere bei mehrfacher Verwendung des Elektrolyts, also dem
Auffangen des Elektrolyts nach erfolgtem Brush Plating und Rückführung desselben
in den Vorrat, aus dem das erste Leitungssystem gespeist wird, kann
es jedoch sein, dass geringe Mengen an Partikeln in diesem Elektrolyt
vorhanden sind. Diese verursachen jedoch nicht die bereits angesprochenen Probleme
eines Agglomerierens, da bei Erreichen einer kritischen Konzentration
die Partikel bereits im Auffangbehälter nach erfolgtem Brush Plating
ausfallen und daher nicht in den Vorratsbehälter zurückgeführt werden.
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Andererseits
kann die vergleichsweise kleine Menge an Elektrolyt, die durch das
zweite Leitungssystem eingespeist wird, jeweils kurzzeitig vor dessen
Verwendung gemischt werden, so dass eine Langzeitstabilität dieser
Suspension nicht erforderlich ist. Alternativ kann als flüssiges Dispersionsmittel auch
eine Flüssigkeit
verwendet werden, in der die Dispersion der betreffenden Partikel
vereinfacht ist. Dieses Dispersionsmittel darf allerdings den Beschichtungsprozess
des Brush Platings nicht in ungewünschter Weise beeinflussen.
Dies muss bei der Auswahl entsprechend berücksichtigt werden.
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Wird
als Dispersionsmittel eine Flüssigkeit oder
auch ein Feststoff zugeführt,
so können
diese vorteilhaft so ausgewählt
werden, dass das Dispersionsmittel bei den während des Brush Platings herrschenden
Temperaturen verdampft bzw. sublimiert. Auf diese Weise wird es
dem Brush Plating-Prozess entzogen, bevor es in die sich ausbildende
Beschichtung eingebaut werden kann. Eventuell ist für eine geeignete
Auffangvorrichtung zu sorgen, die das gasförmige Dispersionsmittel an
einem Austritt in die Umgebung hindert. Hierdurch können eventuelle
Gesundheitsrisiken vermieden werden bzw. das Dispersionsmittel zur
erneuten Dispersionsbildung verwendet werden.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Partikel
durch Einwirken einer Energie, insbesondere Ultraschall, im zweiten
Leitungssystem am Agglomerieren gehindert werden. Hierdurch können vorteilhaft
auch überkritische
Dispersionen verwendet werden, da die Gefahr, dass die dispergierten
Partikel bereits im zweiten Leitungssystem agglomerieren, durch
die Energieeinleitung vermindert werden kann. Insbesondere bei Verwendung
von Ultraschall kann dieser auch noch in den Überträger eingeleitet werden, so
dass auch in diesem Bereich ein Agglomerieren der Partikel verhindert
wird. Hierdurch lassen sich diese einzeln in die Matrix der sich
ausbildenden Schicht einbauen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird erhalten,
wenn die Partikel Nanopartikel, insbesondere CNT sind. Bei der Verwendung
von Nanopartikeln lassen sich vorteilhaft besonders feine Schichtstrukturen
auf dem zu be schichtenden Bauteil herstellen. Außerdem lassen sich die oben
erläuterten
Mechanismen einer Verhinderung des Agglomerierens von Nanopartikeln
vor dem Einbau in die Schicht besonders effektiv nutzen. Insbesondere
der Einbau von CNT in eine metallische Matrix ohne die Verwendung
von die Funktion der Beschichtung störenden Netzmitteln wird vorteilhaft
ermöglicht.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum elektrochemischen Beschichten
eines Substrates durch Brush Plating, aufweisend einen flüssigkeitsdurchlässigen Überträger für einen
Elektrolyten auf ein zu beschichtendes Substrat und ein erstes Leitungssystem
für den
Elektrolyten, welches Auslässe
am Überträger aufweist.
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Eine
derartige Vorrichtung ist in der eingangs bereits erwähnten
JP 01301897 A beschrieben.
Die Vorrichtung zum Brush Plating ist demnach walzenförmig ausgeführt, wobei
als Überträger eine schwammartige
Walze zum Einsatz kommt. Im Inneren dieser Walze ist das Leitungssystem
vorgesehen, welches die Form eines langgestreckten Zylinders aufweist,
der im Zentrum des Überträgers verläuft. Dieses
rohrartige Leitungssystem weist mehrere Bohrungen auf, die in das
Material des Überträgers münden.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, eine Vorrichtung
zum elektrochemischen Beschichten eines Substrates durch Brush Plating
anzugeben, mit der sich vergleichsweise effektiv elektrochemische
Schichten herstellen lassen, in die Partikel dispergiert sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der
genannten Vorrichtung dadurch gelöst, dass diese Vorrichtung
ein zweites Leitungssystem aufweist, welches unabhängig von
dem ersten Lei tungssystem gespeist werden kann und welches in das
erste Leitungssystem oder den Überträger mündet. Hierdurch wird
erfindungsgemäß eine Möglichkeit
zur Verfügung
gestellt, die Partikel, die in die zu bildende Beschichtung eingebaut
werden sollen, separat der Vorrichtung zuzuführen. Je nachdem, ob dieses
zweite Leitungssystem in das erste Leitungssystem mündet, oder
direkt in den Überträger mündet, ist
es erfindungsgemäß möglich, die
Partikel, die in die Beschichtung eingebaut werden sollen, erst
kurz vor Durchführung
des Beschichtungsvorganges in den Beschichtungselektrolyten einzuspeisen.
Hierdurch kann vorteilhaft eine Bildung einer Dispersion, bestehend
aus dem Beschichtungselektrolyt und den einzubauenden Partikeln,
vermieden werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, insbesondere Partikel
in die elektrochemisch sich ausbildende Schicht einzubauen, deren
Dispersion in den Elektrolyten als Dispersionsmittel problematisch
ist. Zum Beispiel kann, wie bereits erwähnt, auch die Verwendung von
Netzmitteln vermieden werden, die das Schichtergebnis negativ beeinflussen
können.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Leitungssystem
und das zweite Leitungssystem in einem Leitungsmodul zusammengefasst
sind, welches mit seinen Auslässen
mit dem Überträger in Kontakt
steht. Auf diese Weise lässt
sich vorteilhaft eine besonders kompakte Vorrichtung erzeugen, bei
der die Wege, die der Elektrolyt und die Partikel zurückzulegen
haben, kurz gehalten werden können.
Hierdurch kann vorteilhaft ein Agglomerieren der Partikel in dem
Elektrolyt so weit wie möglich
vermieden werden. Außerdem
weist die Vorrichtung vorteilhaft einen einfachen Aufbau auf, so
dass beispielsweise der Überträger einfach
gewechselt werden kann.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite
Leitungssystem mit einem Generator für Ultraschall im Eingriff steht.
Der Generator steht dadurch mit dem zweiten Leitungssystem im Eingriff,
dass der durch den Generator erzeugte Ultraschall sich zumindest
im zweiten Leitungssystem auswirkt. Der Ultraschall bewirkt vorteilhaft,
dass Partikel, die in dem zweiten Leitungssystem gefördert werden,
nicht agglomerieren. Beispielsweise kann auch ein in dem zweiten
Leitungssystem gefördertes
Pulver von Partikeln mittels des Ultraschalls fließflähig gehalten
werden. Genauere Angaben, wie der Ultraschallgenerator in das Leitungssystem
appliziert werden kann, lässt
sich beispielsweise der
DE 10 2004 030 523 A1 entnehmen.
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Zusätzlich ist
es vorteilhaft, wenn die Einmündungen
des zweiten Leitungssystems in das erste Leitungssystem oder in
den Überträger mit
Dosierventilen, insbesondere Piezoventilen, versehen sind. Auch
diese Ausgestaltung der Erfindung kann umgesetzt werden, indem die
Angaben der erwähnten
DE 10 2004 030 523
A1 berücksichtigt
werden. Durch die Verwendung der Piezoventile ist vorteilhaft eine
sehr genaue Dosierung der Partikel zum Elektrolyt möglich, auch
wenn diese als Pulver gehandhabt werden.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die Anregung durch Ultraschall nicht
nur auf das zweite Leitungssystem, sondern auch auf das erste Leitungssystem
und/oder auf den Überträger wirken.
Auf diese Weise kann vermieden werden, dass eventuell noch im Elektrolyt
befindliche Partikel agglomerieren bzw. es zu einem Agglomerieren
der Partikel nach Einleitung in den Elektrolyten kommt. Außerdem wird durch
den Einfluss des Ultraschalls im Überträger eine Durchmischung des
Elektrolyts mit den Partikeln gefördert.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung
beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente
sind hierbei jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und
werden nur insoweit mehrfach erläutert,
wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es
zeigen
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1 schematisch
den Ablauf eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens unter
Anwendung eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 schematisch
ein anderes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung als
isometrische Ansicht und
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3 ein
Leitungsmodul, wie es in einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Einsatz kommen kann, als Querschnitt.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung 11 weist einen Überträger 12 und
ein Leitungsmodul 13 auf, an das der Überträger 12 angeschlossen
ist. Bei dem Überträger handelt
es sich um eine Bürste,
die auf die Oberfläche 14 eines
Substrates 15 aufgesetzt werden kann. Wie im Folgenden
näher erläutert wird, lässt sich
mit der Vorrichtung eine Schicht 16 auf dem Substrat 15 erzeugen,
in der nicht näher
dargestellt Partikel dispiergiert sind.
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Zum
Zwecke der Herstellung der Schicht 16 wird das Substrat 15 in
einem Auffangbehälter 17 platziert.
Weiterhin wird das Substrat 15 und die Vorrichtung 11 an
eine Spannungsquelle angeschlossen, wobei das Substrat als Kathode
geschaltet ist. Aus einem Elektrolyt-Vorratsbehälter 19 wird ein Elektrolyt in
den Überträger 12 eingespeist.
Dieser enthält
Ionen des Beschichtungswerkstoffes, welcher die metallische Matrix
(nicht näher
dargestellt) der Schicht 16 bilden wird. Außerdem wird
aus einem Partikelvorratsbehälter 20,
der eine hochkonzentrierte Suspension der Partikel enthält, die
in die Schicht 16 eingebaut werden sollen, in den Überträger 12 eingeleitet.
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Das
Leitungsmodul 13 weist ein erstes Leitungssystem 21 für den Elektrolyten
und ein zweites Leitungssystem 22 für die Partikel auf. Diese sind
unabhängig
voneinander, d. h., dass das erste Leitungssystem durch den Elektrolytvorratsbehälter 19 und
unabhängig
davon das zweite Leitungssystem 22 von dem Partikel-Vorratsbehälter 20 gespeist
werden kann. In dem Überträger kommt
es dann zu einer Mischung des Elektrolytes mit den Partikeln, wobei bevorzugt
als Dispersionsmittel für
die Partikel auch eine Flüssigkeit
mit der Zusammensetzung des Elektrolyts zum Einsatz kommt.
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Um
eine Schicht 16 auszubilden, wird nun die Vorrichtung 11 in
der angedeuteten Richtung (Pfeil) über die Oberfläche 14 gezogen.
Dabei wird ein ständiger
Fluss an Partikeln und Elektrolyt aufrechterhalten. Durch die angelegte
Spannung kommt es zu einer vergleichsweise schnellen Ausbildung der
Schicht 16, wobei überschüssiger Elektrolyt,
gemischt mit den Partikeln, in dem Auffangbehälter 17 aufgefangen
wird. Von diesem führt
eine Rückflussleitung 23 zu
einer Trenneinrichtung 24, wo die Partikel wieder von dem
Elektrolyt getrennt werden. Der Elektrolyt, das nun nur noch unwesentliche
Mengen an Partikeln enthält,
wird zurück
in den Elektrolyt-Vorratsbehälter 19,
und die Partikel, die in der Flüssigkeit des
Elektrolyts stark aufkonzentriert sind, werden in den Partikel-Vorratsbehälter 20 zurückgeführt. Nun kann
der Beschichtungsprozess mit dem wiedergewonnenen Elektrolyt bzw.
den wiedergewonnenen Partikeln fortgeführt werden. Dabei ist zu berücksichtigen,
dass der an der Oberfläche 14 erfolgende
Stoffumsatz bei der Ausbildung der Schicht 16 in nicht dargestellter
Weise ersetzt werden muss.
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Die
Vorrichtung 11 gemäß 2 eignet
sich zur Beschichtung eines Drahtes 25, welcher insofern als
Substrat 15 gemäß 1 fungiert.
Die Vorrichtung ist daher ebenfalls rohrförmig aufgebaut. Zunächst ist
der Überträger 12,
der ein offenporiges, schwammartiges Gebilde darstellt, zylindrisch
ausgeführt
und weist in der Mittelachse eine Durchgangsöffnung für den Draht 25 auf.
Die Vorrichtung kann in Richtung der angedeuteten Pfeile auf dem Draht
hin- und hergeführt
werden.
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Um
eine Beschichtung zu ermöglichen,
ist das Leitungsmodul 13 ringförmig um den Überträger 12 angeordnet,
d. h., dass das Leitungsmodul eine rohrförmige Manschette bildet. Diese
wird über
das erste Leitungssystem 21 mit Elektrolyt versorgt. Hierbei
kommt ein zentraler Stutzen zum Einsatz, wobei der Elektrolyt durch
den Überträger 12 hindurchgeleitet
wird, hierbei auch mit dem Draht 25 in Kontakt kommt und
an den Enden der rohrförmigen
Manschette des Leitungsmoduls 13 austritt.
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Weiterhin
ist das zweite Leitungssystem 22 in der Wandung des Leitungsmoduls 13 ausgeführt und
weist mehrere Mündungen 26 zum
Einspeisen der Partikel in den Überträger 12 auf.
Diese Mündungen
sind über
die Länge
des Leitungsmoduls und auch über
dessen Umfang gleichmäßig verteilt.
Hier wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die Diffusion der
Partikel in dem Überträger 12 im
Vergleich zum Elektrolyt eingeschränkt ist und daher eine gleichmäßige Verteilung
im Überträger 12 durch
eine größere Anzahl
von Mündungen 26 befördert wird.
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Die
Einleitung der Partikel in das zweite Leitungssystem 22 erfolgt über nicht
näher dargestellte Anschlussmodule 27.
Diese weisen außerdem
je einen Generator 28 für
Ultraschall auf. Diese Generatoren 28 sind so dimensioniert,
dass sich die Ultraschallwellen im gesamten Leitungsmodul 13 ausbreiten.
Der Ultraschall wirkt einem Agglomerieren der Partikel im zweiten
Leitungssystem 22 entgegen.
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In 3 ist
ein Ausschnitt der Vorrichtung dargestellt, der man das Zusammenwirken
des Leitungsmoduls 13 und des Überträgers 12 entnehmen kann.
Der Überträger 12 besteht
wiederum aus einem schwammartigen, elastischen, offenporigen Gebilde,
wobei die Poren 29 zu erkennen sind. Das Leitungsmodul
weist das erste Leitungssystem 21 auf, welches Auslässe 30 bildet,
die an den Überträger 12 angrenzen.
Von den Auslässen
kann der Elektrolyt in die Poren 29 hineingedrückt werden.
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Anders
als bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ist
das zweite Leitungssystem 22 parallel zum ersten Leitungssystem 21 angeordnet.
Die Mündungen 26 des
zweiten Leitungssystems führen
nicht in den Überträger 12,
sondern in das erste Leitungssystem 21. Hier kommt es also
zu einer Durchmischung des Elektrolyts mit den Partikeln bereits
im ersten Leitungssystem, was den Vorteil hat, dass hier die zur
Durchmischung notwendigen Diffusionsvorgänge noch vergleichsweise ungestört ablaufen
können.
Der Weg, den die so hergestellte Elektrolyt-Dispersion im Überträger noch zurücklegen
muss, ist kurz, so dass es weder zu einer Entmischung noch zu einem
Agglomerieren der Partikel kommen kann.
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In
dem zweiten Leitungssystem können
die Partikel bevorzugt als Pulver gefördert werden. Um ein Agglomerieren
zu verhindern, sind die Generatoren 28 direkt im zweiten
Leitungssystem 22 angeordnet. Diese können beispielsweise durch Piezo kristalle
ausgebildet sein. Weiterhin kann eine Dosierung des im zweiten Leitungssystem 22 befindlichen
Pulvers dadurch erleichtert werden, dass an den Mündungen 26 Dosierventile 31 vorgesehen
werden. Diese können
als Piezoventile ausgeführt
sein. Durch die Verwendung der Piezotechnik lässt sich vorteilhafterweise
eine sehr kompakte Bauform des Leitungsmoduls verwirklichen. Daher
können
die Wege in dem ersten und zweiten Leitungssystem kurz gehalten
werden, um ein Agglomerieren von Partikeln bis zur zu beschichtenden
Oberfläche
auszuschließen.