DE102013218322B4

DE102013218322B4 - Evaporator body for a PVD coating system and a method for providing such an evaporator body

Info

Publication number: DE102013218322B4
Application number: DE102013218322.4A
Authority: DE
Inventors: Rodrigue Ngoumeni Yappi; Hubert Josef Schweiger; Rudolf Karl Grau
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: CN105555993B; WO2015036223A1; CN105555993A; DE102013218322A1

Abstract

Verdampferkörper (2) für eine PVD-Beschichtungsanlage mit einem Grundkörper (4), der eine Verdampferfläche (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Verdampferfläche (6) eine Schicht (16) enthaltend einen ersten Reaktanten sowie einen zweiten Reaktanten aufgebracht ist und die beiden Reaktanten bei einer Erwärmung chemisch miteinander reagieren und unabhängig von dem Material des Grundkörpers (4) eine Benetzungsschicht (12) ausbilden.Evaporator body (2) for a PVD coating system with a base body (4) which has an evaporator surface (6), characterized in that a layer (16) containing a first reactant and a second reactant is applied to the evaporator surface (6) and the two reactants react chemically with one another when heated and form a wetting layer (12) regardless of the material of the base body (4).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft einen Verdampferkörper für eine PVD-Beschichtungsanlage mit einem Grundkörper, der eine Verdampferfläche aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bereitstellen eines derartigen Verdampferkörpers für eine PVD-Beschichtungsanlage.The invention relates to an evaporator body for a PVD coating system with a base body which has an evaporator surface. The invention also relates to a method for providing such an evaporator body for a PVD coating system.

Ein derartiger Verdampferkörper und ein derartiges Verfahren sind beispielsweise aus der DE 10 2005 030 862 B4 zu entnehmen.Such an evaporator body and such a method are for example from DE 10 2005 030 862 B4 refer to.

Ein derartiger Verdampferkörper wird in einer sogenannten Vakuum-Metallisierungsanlage gemäß der PVD-Technik (physical vapor deposition) eingesetzt. Die Beschichtungsanlage dient zum Beschichten insbesondere von flexiblen Substraten typischerweise mit Metallen, insbesondere mit Aluminium. Als Substrate werden hierbei häufig Folien, insbesondere Kunststofffolien eingesetzt. Das Beschichtungsmaterial, insbesondere Aluminium wird kontinuierlich dem erhitzten Verdampferkörper zugeführt und verdampft im Vakuum auf einer Verdampferfläche des Verdampferkörpers.Such an evaporator body is used in a so-called vacuum metallization system based on PVD (physical vapor deposition) technology. The coating system is used to coat flexible substrates, in particular, typically with metals, in particular with aluminum. Films, in particular plastic films, are often used as substrates here. The coating material, in particular aluminum, is continuously fed to the heated evaporator body and evaporates in a vacuum on an evaporator surface of the evaporator body.

Bei dem Verdampferkörper handelt es sich um einen Keramikkörper, der als Hauptkomponenten Titandiborid und Bornitrid enthält und welcher durch eine geeignete Mischung dieser beiden Materialien auf einen spezifischen elektrischen Widerstand von beispielsweise 600 bis 6000 µΩ*cm eingestellt wird. Die beiden Komponenten Titandiborid und Bornitrid liegen dabei typischerweise etwa gleich verteilt mit jeweils etwa 50 Gew.-% (plus, minus 5 Gew.-%) vor. Zum Beheizen des Verdampferkörpers wird üblicherweise dieser von einem Heizstrom durchflossen.The evaporator body is a ceramic body which contains titanium diboride and boron nitride as main components and which is adjusted to a specific electrical resistance of, for example, 600 to 6000 μΩ * cm by a suitable mixture of these two materials. The two components, titanium diboride and boron nitride, are typically distributed approximately equally, each with about 50% by weight (plus, minus 5% by weight). To heat the evaporator body, a heating current usually flows through it.

Für ein kontinuierliches Beschichten mit möglichst hoher Prozessgeschwindigkeit ist die Einstellung der Verdampfungsparameter von entscheidender Bedeutung. Besonders wichtig ist hierbei, dass die Verdampferfläche des Verdampferkörpers möglichst homogen und vollständig mit dem zu verdampfenden Material, insbesondere Aluminium benetzt wird.The setting of the evaporation parameters is of crucial importance for continuous coating at the highest possible process speed. It is particularly important here that the evaporator surface of the evaporator body is wetted as homogeneously and completely as possible with the material to be evaporated, in particular aluminum.

Zur Verbesserung der Benetzung der Verdampferfläche sind aus dem Stand der Technik bereits unterschiedliche Maßnahmen bekannt. So ist aus der DE 10 2005 030 862 B4 die Verwendung eines Erstbenetzungshilfsmaterials zu entnehmen, welches vor dem erstmaligen Einsatz des Verdampferkörpers in einer Beschichtungsanlage auf die Verdampferfläche aufgebracht wird. Das Erstbenetzungshilfsmaterial wird dabei beispielsweise als Paste, als Suspension aufgebracht oder auch aufgestrichen. Es enthält pulverförmiges Aluminium sowie weitere pulverförmige Benetzungsmittel. Beim Aufheizen verbindet sich das Aluminium mit dem Bornitrid des Verdampferkörpers zu Aluminiumnitrid, welches ein im Vergleich zu Bornitrid verbessertes Benetzungsverhalten für Aluminium zeigt. Durch das Aufbringen des Erstbenetzungshilfsmaterials wird daher durch Verbindung des Aluminiums mit dem Bornitrid eine Benetzungsschicht ausgebildet. Die weiteren pulverförmigen Benetzungsmittel sind beispielsweise Titan, Titandiborid, Zirconium, Zirconiumdiborid, Molybdän oder auch Metalllegierungen. Diese weiteren pulverförmigen Benetzungsmittel begünstigen eine möglichst großflächige Verteilung des beim Erwärmen des Verdampferkörpers aufschmelzenden Aluminiums. Neben der Erzeugung einer Benetzungsschicht aus Aluminiumnitrid wird daher auch der besondere Vorteil erzielt, dass gleich zu Beginn des Verdampfungsvorganges durch die Integration des Aluminiums in das Erstbenetzungshilfsmittel die Verdampferfläche homogen mit dem dann flüssigen Aluminium benetzt ist.Various measures are already known from the prior art for improving the wetting of the evaporator surface. So is from the DE 10 2005 030 862 B4 the use of an initial wetting aid material can be found which is applied to the evaporator surface in a coating system before the evaporator body is used for the first time. The initial wetting aid material is applied, for example, as a paste, as a suspension or also painted on. It contains powdered aluminum and other powdery wetting agents. When heated, the aluminum combines with the boron nitride of the evaporator body to form aluminum nitride, which shows an improved wetting behavior for aluminum compared to boron nitride. By applying the initial wetting aid material, a wetting layer is formed by combining the aluminum with the boron nitride. The other powdery wetting agents are, for example, titanium, titanium diboride, zirconium, zirconium diboride, molybdenum or metal alloys. These further powdery wetting agents promote the largest possible distribution of the aluminum that melts when the evaporator body is heated. In addition to the creation of a wetting layer made of aluminum nitride, the special advantage is achieved that the evaporator surface is homogeneously wetted with the then liquid aluminum right at the beginning of the evaporation process due to the integration of the aluminum in the initial wetting aid.

In ähnlicher Weise ist aus der US 4 810 531 A ein Verdampferkörper zu entnehmen, auf den eine Dispersion, welche Titandihydrid enthält aufgebracht wird. Das Titandihydrid wird dabei in einem Suspensionsmittel, nämlich Carbontetrachlorid dispergiert. Beim Aufheizen des Verdampferkörpers verdampft das Suspensionsmittel und es verbleibt eine Titaniumhydridschicht als Benetzungsschicht, die das Benetzungsverhalten für Zinn als das zu verdampfende Material verbessern soll. Similarly, from the U.S. 4,810,531 A to remove an evaporator body to which a dispersion containing titanium dihydride is applied. The titanium dihydride is dispersed in a suspension medium, namely carbon tetrachloride. When the evaporator body is heated up, the suspension medium evaporates and a titanium hydride layer remains as a wetting layer, which is intended to improve the wetting behavior for tin as the material to be evaporated.

Aus der US 2 756 166 A ist eine weitere PVD-Beschichtungsanlage zu entnehmen, bei der als Verdampferkörper beschichtete Carbonstäbe eingesetzt werden. Die Carbonstäbe werden hierbei mit einer Suspension enthaltend Titaniumhydrid versehen, wobei beim Aufheizen das Titaniumhydrid sich in metallisches Titanium und Wasserstoffgas zersetzt. Das metallische Titan reagiert dann wiederum mit dem Material der eingesetzten Stäbe zu Titankarbid, um so eine Benetzungsschicht auszubilden. Weiteren Stand der Technik bildet die US 3 730 507 A .From the U.S. 2,756,166 A a further PVD coating system can be seen in which coated carbon rods are used as the evaporator body. The carbon rods are provided with a suspension containing titanium hydride, the titanium hydride decomposing into metallic titanium and hydrogen gas during heating. The metallic titanium then reacts in turn with the material of the rods used to form titanium carbide in order to form a wetting layer. Further prior art is formed by U.S. 3,730,507 A .

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich des Benetzungsverhaltens von Aluminium verbesserten Verdampferkörper zu ermöglichen.Proceeding from this, the invention is based on the object of making possible an evaporator body which is improved with regard to the wetting behavior of aluminum.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Verdampferkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 10 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11.The object is achieved according to the invention by an evaporator body having the features of claim 1 and claim 10 and by a method having the features of claim 11.

Der Verdampferkörper ist insbesondere für eine PVD-Beschichtungsanlage ausgebildet und weist einen Grundkörper mit einer Verdampferfläche auf, auf die im Betrieb das zu verdampfende Metall, insbesondere Aluminium aufgebracht wird. Bei dem Grundkörper handelt es sich dabei insbesondere um einen heißgepressten keramischen Grundkörper mit den Hauptkomponenten Titandiborid und Bornitrid mit Gewichtsanteilen von jeweils etwa 50% (plus, minus 5 Gew.-%). Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass auf die Verdampferfläche eine Schicht enthaltend einen ersten Reaktanten sowie einen zweiten Reaktanten aufgebracht ist, wobei die beiden Reaktanten bei einer Erwärmung des Grundkörpers bevorzugt bei der Erstinbetriebnahme eine Benetzungsschicht ausbilden.The evaporator body is designed in particular for a PVD coating system and has a base body with an evaporator surface to which the metal to be evaporated, in particular aluminum, is applied during operation. The base body is in particular a hot-pressed ceramic base body with the main components titanium diboride and boron nitride with proportions by weight of approximately 50% each (plus, minus 5% by weight). According to the invention, it is now provided that a layer containing a first reactant and a second reactant is applied to the evaporator surface, the two reactants forming a wetting layer when the base body is heated, preferably during initial start-up.

Unter Reaktant wird hierbei eine Materialkomponente verstanden, welche beim Aufheizvorgang mit dem anderen Reaktanten eine Verbindung zur Ausbildung der Benetzungsschicht eingeht. Es werden daher auf die Verdampferfläche zwei derartige Ausgangskomponenten als Reaktanten aufgebracht, welche erst bei Erhitzen des Verdampferkörpers insbesondere bei Temperaturen über 1000°C sich miteinander zur Ausbildung der Benetzungsschicht verbinden. Der besondere Vorteil hierbei ist darin zu sehen, dass durch die Wahl der Reaktanten eine spezifische, geeignete Benetzungsschicht ausgebildet werden kann, die insbesondere unabhängig ist von dem Material des Grundkörpers, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Im Stand der Technik gemäß der DE 10 2005 030 862 B4 wird eine Verbindung zwischen Aluminium und dem Bohrnitrid des Grundkörpers zu Aluminiumnitrid ausgebildet. Bei der US 2 756 166 A wird aus Titandihydrid in Verbindung mit den Carbonstäben Titankarbid gebildet. Durch die Bereitstellung von zwei die Benetzungsschicht zumindest maßgeblich bildenden Reaktanten innerhalb der zusätzlich aufgebrachten Schicht wird somit eine größere Designmöglichkeit für die Benetzungsschicht geschaffen, sodass diese geeignet ausgebildet werden kann.A reactant is understood here to mean a material component which, during the heating process, forms a connection with the other reactant to form the wetting layer. Two such starting components are therefore applied to the evaporator surface as reactants, which only combine to form the wetting layer when the evaporator body is heated, in particular at temperatures above 1000 ° C. The particular advantage here is to be seen in the fact that a specific, suitable wetting layer can be formed through the choice of the reactants, which in particular is independent of the material of the base body, as is the case in the prior art. In the prior art according to DE 10 2005 030 862 B4 a connection is formed between aluminum and the boron nitride of the base body to form aluminum nitride. In the U.S. 2,756,166 A Titanium carbide is formed from titanium dihydride in connection with the carbon rods. The provision of two reactants which at least significantly form the wetting layer within the additionally applied layer thus creates a greater design option for the wetting layer, so that it can be designed in a suitable manner.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung handelt es sich bei dem ersten Reaktanten um Titandihydrid, welches insbesondere pulverförmig in der Schicht vorliegt. Die Pulverpartikel des Titandihydrids haben dabei eine Korngröße von bevorzugt < 0,05 mm.According to a preferred development, the first reactant is titanium dihydride, which is present in the layer in particular in powder form. The powder particles of the titanium dihydride have a grain size of preferably <0.05 mm.

Ergänzend handelt es sich bei dem zweiten Reaktanten vorzugsweise um Aluminium oder auch um eine aluminiumhaltige Substanz. Vorzugsweise wird als zweiter Reaktant jedoch möglichst reines Aluminiummetall in Pulverform beigemischt. Auch hier liegen die Korngrössen der Pulverpartikel vorzugsweise bei unter 0,05 mm.In addition, the second reactant is preferably aluminum or an aluminum-containing substance. However, preferably pure aluminum metal in powder form is added as the second reactant. Here, too, the grain sizes of the powder particles are preferably below 0.05 mm.

Bei Erwärmung des Verdampferkörpers bildet sich aus Titandihydrid und dem Aluminium in zweckdienlicher Weiterbildung eine Aluminium-Titan Verbindung, welche die Benetzungsschicht bildet. Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere Aluminium als das zu verdampfende Material bei einer derartigen Aluminium-Titan Benetzungsschicht ein gutes Benetzungsverhalten zeigt.When the evaporator body is heated, an aluminum-titanium compound is formed from the titanium dihydride and the aluminum, which forms the wetting layer. Investigations have shown that aluminum, in particular, as the material to be evaporated, shows good wetting behavior in such an aluminum-titanium wetting layer.

Zweckdienlicherweise wird bei der Erwärmung eine Titanaluminid-Legierungsschicht ausgebildet, also eine metallische, nicht oxidische Schicht, insbesondere AL₃Ti.A titanium aluminide alloy layer is expediently formed during the heating, that is to say a metallic, non-oxidic layer, in particular AL ₃ Ti.

Zur Aufbringung der Schicht enthaltend die beiden Reaktanten stehen prinzipiell unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung. Vorzugsweise wird eine Suspension enthaltend die beiden Reaktanten auf die Verdampferfläche aufgebracht. Die Schichtdicke der Suspension beträgt dabei beispielsweise maximal etwa 0,1 bis 0,2 mm. Die Suspension ist dabei vergleichsweise dünnflüssig und weist beispielsweise eine Konsistenz ähnlich wie Wasser auf. In bevorzugter Ausgestaltung wird dabei die Suspension durch ein Druckverfahren, insbesondere durch das sogenannte Tampon-Druckverfahren auf die Verdampferfläche aufgedruckt. Dadurch ist eine homogene Beschichtung der Verdampferfläche möglich.In principle, different options are available for applying the layer containing the two reactants. A suspension containing the two reactants is preferably applied to the evaporator surface. The layer thickness of the suspension is, for example, a maximum of about 0.1 to 0.2 mm. The suspension is comparatively thin and has a consistency similar to water, for example. In a preferred embodiment, the suspension is printed onto the evaporator surface by a printing process, in particular by the so-called tampon printing process. This enables a homogeneous coating of the evaporator surface.

Um eine geeignete Titan-Aluminium-Benetzungsschicht auszubilden liegt der Anteil des Titandihydrids in der Suspension dabei vorzugsweise etwa zwischen 2 und 10 Gew.-% und vorzugsweise bei etwa 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Suspension.In order to form a suitable titanium-aluminum wetting layer, the proportion of titanium dihydride in the suspension is preferably between about 2 and 10% by weight and preferably about 4% by weight, based on the total weight of the suspension.

Parallel hierzu liegt der Anteil des Aluminiums in der Suspension etwa bei 6 bis 30 Gew.-% und insbesondere bei etwa 12 Gew.-%. Mit diesen Gewichtsanteilen ist zum Einen eine ausreichend homogene Ausbildung der Schicht mit den Reaktanten gewährleistet und gleichzeitig ist die Ausbildung einer ausreichend homogenen Benetzungsschicht sichergestellt.In parallel to this, the proportion of aluminum in the suspension is approximately 6 to 30% by weight and in particular approximately 12% by weight. With these proportions by weight, on the one hand, a sufficiently homogeneous formation of the layer with the reactants is ensured and, at the same time, the formation of a sufficiently homogeneous wetting layer is ensured.

Die Suspension enthält vorzugsweise als flüssiges Suspensions- oder Trägermittel einen Kunststofflack, insbesondere einen PVC-Lack. Durch diesen ist ein gutes Anhaften der Suspension auf der Verdampferoberfläche gewährleistet. Beim Erhitzen verdampft bzw. zersetzt sich dieser Lack und es verbleiben die Reaktanten, die die Benetzungsschicht ausbilden. Weitere Rückstände verbleiben vorzugsweise nicht.The suspension preferably contains a plastic lacquer, in particular a PVC lacquer, as the liquid suspension or carrier medium. This ensures that the suspension adheres well to the surface of the evaporator. When heated, this lacquer evaporates or decomposes and the reactants that form the wetting layer remain. Further residues preferably do not remain.

Die Benetzungsschicht wird in bevorzugter Ausgestaltung bei der Erstinbetriebnahme, also beim erstmaligen Einsatz des Verdampferkörpers in einer Metallisierungsanlage beim Aufheizen des Verdampferkörpers erzeugt. Der Verdampferkörper mit der Suspensions-Schicht wird daher herstellerseitig bereitgestellt und an den Kunden ausgeliefert. Beim Betrieb in der Metallisierungsanlage wird ein derartiger Verdampferkörper typischerweise auf 1400 bis 1700°C erhitzt. Bevor der Verdampferkörper seine Endtemperatur von zumindest 1400°C erreicht, ist bereits das Träger- oder Suspensionsmittel verdampft bzw. zersetzt und die Reaktanten haben typischerweise bereits die gewünschte Benetzungsschicht ausgebildet. Der Verdampferkörper wird daher kontinuierlich ohne zwischenzeitige Abkühlung erwärmt, bevor dann das zu verdampfende Material, insbesondere Aluminium zugeführt wird. Alternativ hierzu besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, die Benetzungsschicht durch Erwärmen bereits herstellerseitig auszubilden. Dies ist jedoch mit einer Belastung und Verschleiß des Verbraucherkörpers sowie mit einem hohen Energieeinsatz verbunden.In a preferred embodiment, the wetting layer is generated when the evaporator body is first started up, that is to say when the evaporator body is used for the first time in a metallization system when the evaporator body is heated. The evaporator body with the suspension layer is therefore provided by the manufacturer and delivered to the customer. During operation in the metallization plant, such an evaporator body is typically heated to 1400 to 1700 ° C. Before the evaporator body reaches its final temperature of at least 1400 ° C., the carrier or suspension medium has already evaporated or decomposed and the reactants have typically already formed the desired wetting layer. The evaporator body is therefore heated continuously without intermediate cooling before the material to be evaporated, in particular aluminum, is then supplied. As an alternative to this, there is basically also the possibility of forming the wetting layer by the manufacturer by heating. However, this is associated with a load and wear and tear on the consumer body and with a high consumption of energy.

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figuren näher erläutert. Diese zeigt in einer schematischen Darstellung einen Schnitt durch einen Verdampferkörper einer PVD-Beschichtungsanlage.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the single figures. This shows a schematic representation of a section through an evaporator body of a PVD coating system.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Der in der Figur dargestellte Verdampferkörper 2 weist einen Grundkörper 4 auf, welcher als heißgepresster keramischer Körper mit den Hauptkomponenten Bornitrid sowie mit Titandiborid als elektrisch leitfähige Komponente ausgebildet ist. Der Grundkörper 4 weist einen spezifischen elektrischen Widerstand im Bereich von 600 bis 600 µΩ*cm auf. Die beiden Komponenten liegen dabei jeweils bei etwa 50 Gew.-%. Der Verdampferkörper 2 hat typischerweise eine Länge von etwa 130 mm, eine Breite von etwa 30 mm und eine Höhe von etwa 10 mm. An seiner Oberseite weist der Verdampferkörper 2 eine Verdampferfläche 6 auf, die im Ausführungsbeispiel durch eine in die Oberfläche eingebrachte Kavität 8 ausgebildet ist. Die Kavität 8 wird dabei von einem umlaufenden Rand 10 begrenzt.The evaporator body shown in the figure 2 has a base body 4th on, which is designed as a hot-pressed ceramic body with the main components boron nitride and titanium diboride as the electrically conductive component. The basic body 4th has a specific electrical resistance in the range from 600 to 600 µΩ * cm. The two components are each around 50% by weight. The evaporator body 2 typically has a length of about 130 mm, a width of about 30 mm and a height of about 10 mm. The evaporator body has on its upper side 2 an evaporator surface 6th in the exemplary embodiment through a cavity introduced into the surface 8th is trained. The cavity 8th is by a surrounding edge 10 limited.

Der Boden der Kavität 8 ist mit einer Benetzungsschicht 12 versehen, welche als eine Titan-Aluminiumschicht ausgebildet ist.The bottom of the cavity 8th is with a wetting layer 12th provided, which is designed as a titanium-aluminum layer.

Im Betrieb wird Aluminium beispielsweise als Stab der Verdampferfläche 6 zugeführt, schmilzt dort auf, sodass dann das schmelzflüssige Aluminium sich großflächig über die Verdampferfläche 6 verteilt und diese benetzt. Durch die Benetzungsschicht 12 ist hierbei ein gutes Benetzungsverhalten erzielt. Der Verdampferkörper 2 wird durch einen elektrischen Strom, der durch den Verdampferkörper 2 hindurchgeleitet wird, typischerweise auf 1400 bis 1700°C erhitzt. Das aufgeschmolzene Aluminium verdampft unter Vakuum und beschichtet ein hier nicht näher dargestelltes Substrat.In operation, aluminum is used, for example, as a rod for the evaporator surface 6th supplied, melts there, so that the molten aluminum then spreads over a large area over the evaporator surface 6th distributed and wetted. Through the wetting layer 12th good wetting behavior is achieved here. The evaporator body 2 is made by an electric current that passes through the evaporator body 2 is passed through, typically heated to 1400 to 1700 ° C. The melted aluminum evaporates under vacuum and coats a substrate not shown here.

Die Benetzungsschicht 12 liegt im an den Kunden ausgelieferten Ausgangszustand zunächst als Suspensions-Schicht 16 vor. Die Schicht 16 weist im Ausgangszustand ein Trägermittel insbesondere auf Lackbasis auf, nämlich vorzugsweise einen PVC-Lack. In diesen sind Titandihydrid (TiH2)-Pulverpartikel sowie Aluminium-Pulverpartikel mit einer Korngröße von üblicherweise kleiner 0,05mm dispergiert. Die Suspension enthält dabei insbesondere 4Gew. % TiH2, 12Gew.% Al und 84 Gew.% PVC-Lack. Die Schicht 16 ist durch ein Druckverfahren, insbesondere dem sogenannten Tampon-Druckverfahren auf den Grundkörper 4 aufgebracht. Hierbei wird die Suspension mit Hilfe eines saugfähigen, beispielsweise schwammartigen Druckkörpers zunächst aufgenommen und anschließend wird der Druckkörper im Bereich der Verdampferfläche 6 gegen den Grundkörper 4 gepresst, so dass sich die dünne, vorzugsweise maximal 0,1 mm starke Suspension-Schicht 16 ausbildet. Die Suspension ist dabei im Ausgangszustand von wässriger Konsistenz.The wetting layer 12th is initially as a suspension layer in the initial state delivered to the customer 16 before. The layer 16 In the initial state, it has a carrier in particular based on lacquer, namely preferably a PVC lacquer. In these, titanium dihydride (TiH2) powder particles and aluminum powder particles with a grain size of usually less than 0.05 mm are dispersed. The suspension contains in particular 4 wt. % TiH2, 12% by weight Al and 84% by weight PVC paint. The layer 16 is by a printing process, in particular the so-called pad printing process on the base body 4th upset. Here, the suspension is initially absorbed with the aid of an absorbent, for example sponge-like pressure body and then the pressure body is in the area of the evaporator surface 6th against the main body 4th pressed so that the thin, preferably a maximum of 0.1 mm thick suspension layer 16 trains. In the initial state, the suspension has an aqueous consistency.

Beim Erwärmen des Verdampferkörpers 2, insbesondere bei der ersten Inbetriebnahme durch Widerstandsbeheizen, wird aus dieser Suspensions-Schicht 16 die Benetzungsschicht 12 erzeugt. Dabei bilden infolge einer chemischen Reaktion das Titandihydrid und das Aluminium eine Titanaluminid- Legierungsschicht aus, die gebildet ist aus oder zumindest enthält ein oder mehrere AlxTiy-Phasen. Insbesondere wird die Al3Ti-Phase ausgebildet. Das Trägermittel auf Lackbasis wird beim Erwärmen zersetzt.When heating the evaporator body 2 This suspension layer becomes the result of this layer, especially when it is first started up by resistance heating 16 the wetting layer 12th generated. As a result of a chemical reaction, the titanium dihydride and the aluminum form a titanium aluminide alloy layer which is formed from or at least contains one or more AlxTiy phases. In particular, the Al3Ti phase is formed. The lacquer-based carrier is decomposed when heated.

Die Benetzungsschicht 12 bleibt anschließend als stabile Schicht erhalten, wird also nicht mit dem zu verdampfenden Aluminium bereits beim erstmaligen Erhitzen verbraucht. Es erfolgt lediglich ein allmählicher Verschleiß über die Lebensdauer des Verdampferkörpers 2, die typischerweise mehrere Betriebsstunden abdeckt.The wetting layer 12th is then retained as a stable layer, i.e. it is not consumed with the aluminum to be evaporated when it is heated for the first time. There is only gradual wear and tear over the life of the evaporator body 2 , which typically covers several hours of operation.

Die derart gebildete Benetzungsschicht 12 zeigt ein besonders gutes Benetzungsverhalten für Aluminium, so dass eine homogene Benetzung des Verdampferkörpers 2 erreicht ist und damit eine hohe Verdampfungs- und Beschichtungsrate erzielbar ist. Gleichzeitig sorgt die homogene Beschichtung für eine gleichmäßige Belastung des Grundkörpers 4, ohne dass sich beispielsweise infolge einer fehlenden Benetzung und damit fehlenden bereichsweisen Kühlung sogenannte Hotspots ausbilden, die zu einem vorzeitigen Verschleiß führen.The wetting layer thus formed 12th shows a particularly good wetting behavior for aluminum, so that a homogeneous wetting of the evaporator body 2 is reached and thus a high evaporation and coating rate can be achieved. At the same time, the homogeneous coating ensures an even load on the base body 4th without the formation of so-called hotspots, which lead to premature wear, for example as a result of a lack of wetting and thus a lack of cooling in areas.

Claims

Evaporator body (2) for a PVD coating system with a base body (4), the one Has evaporator surface (6), characterized in that a layer (16) containing a first reactant and a second reactant is applied to the evaporator surface (6) and the two reactants react chemically with one another when heated and independently of the material of the base body (4 ) form a wetting layer (12).

Evaporator body (2) after Claim 1 , characterized in that the first reactant is titanium dihydride.

Evaporator body (2) after Claim 1 or 2 , characterized in that the second reactant is aluminum.

Evaporator body (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the wetting layer (12) is a titanium aluminide alloy layer.

Evaporator body (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the two reactants are applied to the evaporator surface (6) by means of a suspension.

Evaporator body (2) after Claim 5 , characterized in that the suspension is printed onto the evaporator surface (6).

Evaporator body (2) after Claim 5 or 6th and after Claim 2 , characterized in that the proportion of titanium hydride in the suspension is between 2 and 10% by weight and in particular at% by weight.

Evaporator body (2) after Claim 5 , 6th or 7th and after Claim 3 , characterized in that the proportion of aluminum in the suspension is 6 to 30% by weight and in particular 12% by weight.

Evaporator body (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the suspension has a lacquer as a carrier medium.

Evaporator body (2) for a PVD coating system with a base body (4) which has an evaporator surface (6), characterized in that a wetting layer (12) containing titanium and aluminum, in particular a titanium aluminide alloy, is applied to the evaporator surface (6) wherein the wetting layer (12) is formed by a chemical reaction of reactants of a layer applied to the evaporator surface (6) independently of the material of the base body.

Method for providing an evaporator body (2) for a PVD coating system, in which a layer (16) containing a first reactant and a second reactant is applied to an evaporator surface (6) of a base body (4) of the evaporator body (2) and the base body (4) is then heated so that the two reactants chemically react with one another and form a wetting layer (12) regardless of the material of the base body (4).

Procedure according to Claim 11 , in which the heating takes place when the evaporator body (2) is started up for the first time and immediately afterwards a material to be evaporated is fed to the wetting layer (12).

Procedure according to Claim 11 or 12th , in which a suspension containing the two reactants is applied by a printing process.