DE1077499B - Verfahren zum Vakuumaufdampfen von UEberzuegen aus Mehrstoffgemischen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Vakuumaufdampfen von Uberzügen aus Mehrstoffgemischen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufdampfen von metallischen Belägen, die aus mehreren metallischen Komponenten, sei es in Form einer Legierung, einer gleichmäßigen Verteilung oder mehrerer getrennter Schichten, bestehen.
• Da das Aufdampfen von beispielsweise Legierungen, die vor allem auf Grund der meist sehr verschiedenen Dampfdrücke der einzelnen Komponenten gewisse Schwierigkeiten bereitet, hat man schon versucht, die Legierungsbestandteile des aufgedampften Überzuges getrennt aus einzelnen jeweils nur mit einer Komponente beschickten Verdampfern abzudampfen. Dabei war es naturgemäß erforderlich, die einzelnenVerdampfer entsprechend denverschiedenen Verdampfungstemperaturen zu betreiben. Diese Methode hat sich jedoch als ziemlich umständlich und vor allen Dingen für die Ausübung des Verfahrens im betrieblichen Maßstab als nicht in allen Fällen geeignet erwiesen.
• Nach einem weiteren Verfahren wird der legierte Werkstoff in Pulverform in einer Feinheit von etwa 80 bis 100 Maschenlcm2 dem Verdampfer kontinuierlich zugeführt. Dafür bedarf es verhältnismäßig komplizierter Vorrichtungen, und außerdem kann es oft infolge der großen Oberfläche der Pulverteilchen bei empfindlichen Metallen leicht zur Bildung von Oxydhäuten kommen, so daß die Abdampfung behindert wird oder zumindest ungleichmäßig erfolgt.
• Es ist auch ein Verfahren bekannt, nach dem die Aufdampfung von optisch homogenen oder optisch inhomogenen Mischschichten aus verschiedenen Ausgangsmaterialien derart erfolgt, daß die Spitze eines aus der aufzudampfenden Mischung oder Legierung bestehenden Stäbchens od. dgl. punktförmig erhitzt wird. Für die punktförmige Erhitzung wird vor allem empfohlen, die Spitze des Stäbchens der Einwirkung eines Elektronenstrahles auszusetzen, um so eine schnelle Verdampfung aller Komponenten in gleichen Anteilen sicherzustellen. Auch in diesem Falle zeigt es sich, daß nach bisher geltender Auffassung die Herstellung von Mischschichten oder von mehreren Schichten übereinander durch Aufdampfen im Hochvakuum nur unter besonderen Vo-rsichtsmaßnähmen für möglich gehalten wurde, wie denn auch die Stäbe, die bei der Durchführung des genannten Verfahrens angewendet werden sollen, in ihrer Zusammensetzung insofern homogen sein müssen, als sie entweder aus einer Legierung oder einer homogenen Mischung der Komponenten bestehen müssen.
• Gemäß der Erfindung werden nutz zur Aufdampfung von mehrere Komponenten enthaltenden Schichten die Komponenten als Verbundkörper zur Verdampfung gebracht, wobei selbst bei einer Vielzahl von aufzudampfenden Komponenten und entsprechender Zusammensetzung des Verbundkörpers in den meisten Fällen ein einziger Verdampfer genügt. Unter Hinwegsetzung über die bestehenden Hemmungen wird hier die Lehre gegeben, daß Verbundkörper, in denen sonst keine gleichmäßige Mischung der Komponenten vorliegt, ohne weiteres zum Aufbringen von aus mehreren Komponenten bestehenden metallischen Belägen verwendbar sind und somit auch solche Komponenten gleichzeitig verdampft werden können, die entweder nicht miteinander legierbar sind oder auf Grund ihrer mechanischen Eigenschaften als Legierung nicht verformt werden können. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß auch bei Komponenten mit stark unterschiedlicher Verdampfungstemperatur Aufdampfschichten entstehen, die praktisch den Gehalt der verdampften Verbundkörper an den einzelnen Komponenten entsprechen, trotzdem die Bestandteile völlig ungemischt in den Verdampfer gelangen. Man kann, wie schon erwähnt, auf diese Weise außer Legierungsschichten auch solche Schichten abscheiden, in denen die Komponenten nicht legiert, jedoch in gleichmäßiger homogener Verteilung vorliegen. Schließlich ist es auch möglich, durch entsprechende Temperaturführung die einzelnen Komponenten schichtweise nacheinander aufzubringen.
• Erfindungsgemäß wird das Mehrstof"tgemisch in Form eines Manteldrahtes oder in Form eines plattierten Bleches angewandt. Wenn Manteldrähte eingesetzt werden, verwendet man am besten solche, bei denen die eine Komponente den Kern bildet, der mit einem oder mehreren Mänteln aus einer oder mehreren anderen Komponenten umhüllt ist. Man kann auf diese Weise, wie bereits erwähnt, Stoffkombinationen zur Verdampfung bringen, deren Komponenten sich entweder nicht miteinander legieren lassen oder als Legierung auf Grund der mechanischen Eigenschaften nicht ausreichend verformbar sind.
• Für die Aufdampfung der Komponenten des Formkörpers als Legierung oder in gleichmäßiger Verteilung wird der Verdampfer auf eine Temperatur erhitzt, die zur vollständigen Verdampfung der am schwersten flüchtigen Komponente ausreicht. Diese Arbeitsweise ist für die kontinuierliche Zuführung des zu verdampfenden //.Materials besonders geeignet, wobei dafür Sorge getragen werden muß, daß die jeweils zugeführte Materialmeiige-möglichst schlagartig quantitativ verdampft.
• Wie schon erwähnt, bietet das Verfahren weiterhin die Möglichkeit, mit Hilfe von Verhundkörpern die Komponenten in getrennten Schichten nacheinander abzuscheiden, in denen die Verdampfertemperatur zunächst so niedrig gewählt wird, daß nur die Komponente mit dem höheren Dampfdruck verdampft, worauf die Temperatur auf die Verdampfungstemperatur des zweiten, schwerer flüchtigen Metalls gesteigert wird. Hierfür kommt naturgemäß ein kontinuierlicher Nachschub des Verbundwerkstoffes weniger in Betracht. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise übereinanderliegende Schichten von beispielsweise Magnesium und Aluminium in einwandfreier Weise hergestellt werden können.
• Für die Gewinnung des Verbundwerkstoffes sind alle einschlägigen Verfahren geeignet. Man kann z. B. solche Mehrschichten-Werkstoffe durch Abscheidung aus der Gasphase oder auf elektrolytischem Wege erzeugen. Bedient man sich plattierter Formkörper, so sind sowohl walz- wie auch lotplattierte Materialien verwendbar, sofern in letzterem Falle das Lot die Zusammensetzung der Aufdampfschicht nicht nennenswert verändert oder aber aus den aufzudampfenden Komponenten selber besteht. Aus plattierten Blechen lassen sich, um eine einfache Zuführung zum Verdampfer zu ermöglichen, beispielsweise Blechstreifen schneiden oder Plättchen ausstanzen, die dann einzeln automatisch in bestimmten Zeitabständen in den Verdampfer eingebracht werden.
• Im übrigen ist es nicht unbedingt erforderlich, die Komponenten zu einem stabilen Verbundkörper zu vereinigen; auch mit verdrillten Drähten oder Folien lassen sich im Rahmen des Verfahrens der Erfindung in manchen Fällen bereits befriedigende Ergebnisse erzielen.
• Beispiel Zur Herstellung einer Kupfer-Aluminium-Schicht wird ein Kupfer-Aluniinium-Manteldraht von 0,8 mrn Durchmesser mit einem Aluminiumkern und einem Kupfermantel, enthaltend. 85 % Kupfer und 15'% Aluminium, unter einem Druck von 10-4 mm Quecksilber auf eine Folie aus Celluloseacetat aufgedampft. Es zeigt sich, daß die Aufdampfschicht praktisch die gleiche Zusammensetzung aufweist wie der verdampfte Manteldr alit.

Claims (3)

1. PATENTANSPR-i1CHE: 1. Verfahren zum Vakuumaufdampfen von Überzügen aus Mehrstoffgemischen durch kontinuierliches Einführen eines Stabes od. dgl. aus einem Mehrstoffgemisch in die Wärmequelle, wo kontinuierlich oder spontan portionsweise verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mehrstoffgemisch, dessen Komponenten nicht miteinander legierbar oder als Legierung nicht mechanisch verformbar sind, in Form eines Manteldrahtes oder plattierten Bleches zur Verdampfung gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur gearbeitet wird, die zur vollständigen Verdampfung der am schwersten flüchtigen Komponente des Verbundkörpers ausreicht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst im wesentlichen die leichter verdampfbare Komponente verdampft und sodann die Verdampfungstemperatur stufenweise. entsprechend- dem Dampfdruck der zweiten bzw. der übrigen Komponente, gesteigert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 894 942.