DE1667773A1 - Verfahren zur Herstellung von drahtfoermigem Bor und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von drahtfoermigem Bor und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number
DE1667773A1
DE1667773A1 DE19681667773 DE1667773A DE1667773A1 DE 1667773 A1 DE1667773 A1 DE 1667773A1 DE 19681667773 DE19681667773 DE 19681667773 DE 1667773 A DE1667773 A DE 1667773A DE 1667773 A1 DE1667773 A1 DE 1667773A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wire
gas mixture
reactor
gas
boron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19681667773
Other languages
English (en)
Other versions
DE1667773B2 (de
DE1667773C3 (de
Inventor
Rice Charles Kendall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Aircraft Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Aircraft Corp filed Critical United Aircraft Corp
Publication of DE1667773A1 publication Critical patent/DE1667773A1/de
Publication of DE1667773B2 publication Critical patent/DE1667773B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1667773C3 publication Critical patent/DE1667773C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54Apparatus specially adapted for continuous coating
    • C23C16/545Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/28Deposition of only one other non-metal element
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S264/00Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
    • Y10S264/19Inorganic fiber

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

DR. WALTER NIELSCH in Feh
Patentanwalt I». ΓβΟ.
2 Hamburg 70
Sdiloßstraße 112 Postfach 10914
Fernruf: 652 97 07 . 1 R R 7 7 7
United Aircraft Corporation, 400 Main Street, East Hartford, Connecticut, U.S.A.
Verfahren zur Herstellung von drahtförmigem Bor und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Priorität: Vereinigte Staaten von Amerika Patentanmeldung vom 24. Februar 1967 (Serial Nr, 618,511)
Die Erfindung betrifft die Herstellung von drahtförmigem Bor durch ein pvrolvtisches Verfahren» wobei der Produktionsrvthmus beträchtlich erhöht und die Herstellungskosten beträchtlich vermindert werden, ohne die erwünschten Eigenschaften des Drahtes herabzusetzen.
209812/1262
Drahtf«5rmiger Bor kann durch pyrolytische Verfahren hergestellt werden, in denen das Bor auf chemischem Wege auf einen ohm* sehen erhitzten Wolfraindraht niedergeschlagen wird, wahrend der Draht durch einen Gasstrom aezogen wird, welcher aus Bortrichlorid mit Wasserstoff besteht.
Frflhere Untersuchungen haben schnell ergeben, dass diese Fibern von potentieller Wichtigkeit in der Herstellung von neuen und verbesserten Strukturwerkstoffen sind, welche entworfen wurden, um den verschärften und anspruchsvollen Anforderungen, die an Maschinenteile im Weltraumzeitalter gestellt werden, zu genügen. Einer der vielversprechensten Punkte, welche diese Nachforschungen ergaben, ist, dass die fiberverstä'rkten Gebilde ein Maximum an bezeichnender Verbesserung im Gestaltungsmodul zeigen, wenn kontinuierliche Drähte aus Bor verwendet werden, die durch ihre hohe Zuafestigkeit, ihren hohen Elastizitätsmodul und ihr niedriges spezifisches Gewicht, so wie durch sehr günstige Temperaturcharakteristika gekennzeichnet sind. Obschon man die Wirkungs-r weise des Bordrahtes erkannt hat, so ist doch die Herstellung von praktischen Teilen noch nicht sehr aufgekommen, primär dadurch, weil die Anschaffungsmöglichkeiten dieses Werkstoffes sehr begrenzt sind. Mengen für Laboratoriumszwecke werden laufend in einem Verfahren hergestellt, welches durch einen sehr langsamen Produktionsrythmus gekennzeichnet ist. Es wird auch nur möglich sein, die Wirksamkeit ganz und voll zu erkennen« wenn das Verfahren so entwickelt und verfeinert werden kann« dass die Leistung
209812/1252
verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden können, und dass die Eigenschaften des Verfahrens iederzeit wiederholbar sind. Entsprechend dieser Erfindung wird ein durch ohm1sehen Widerstand erhitzter metallischer Draht aus Wolfram, Tantal oder Molybdän, durch einen Gasstrom gezogen, der aus einem borhaltigen Gas besteht z.B. Bortrichlorid, welches üblicherweise mit Wasserstoff cremischt ist. T>er Reaktor ist in ein oberes Gefä'ss und ein unteres Gefä'ss geteilt, und der Draht wird im unteren Gefä'ss einem qleichstromenden und einem gegenströmenden Gasstrom auscresetzt, und das unten ausströmende Gas wird dazu benutzt, das obere Gefä'ss zu, speisen.
Man hat festgestellt, dass der Temperaturverlauf des Drahtes über seine La'nge für diesen Verfahrenstyp nicht gleichmä'ssig innerhalb des Reaktors ist, sondern ein Maximum durchschreitet, dessen Tokalisierung eine Funktion der Gaszusammensetzung, der Durchzuggeschwindigkeit des Drahtes, der dem Draht zugeführte Stromstärke und der Gasstromrichtung ist. Die erwä"hnte Temperaturverteilung wird durch Änderungen des Widerstandes hervorgerufen, die ihrerseits durch den eben auf dem Draht hergestellten Oberzug und den Schwankungen der Reaktionsgeschwindigkeit bedingt wird. Hinzu kommt, dass Änderungen des Drahtdurchmessers, wie sie durch den Oberzug hervorgerufen werden, den Wä'rmeverlust durch Strahlung, Konvektion und Leitung beeinflussen. Die grössten Wachstumsgeschwindigkeiten treten an der wä'rmsten Stelle des Drahtes auf, öbschon die Temperatur nicht der einzige Faktor ist, der die
209812/1252
Wachstumsgeschwindigkeit beeinflusst. Man kann aber nicht einfach die Betriebstemperatur erhöhen, um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, da bestimmte Temperaturen des Drahtes ein anormales Wachstum bewirken welches die Zugfestigkeit des Drahtes sehr stark herabsetzt. Wenn die Spannung im Draht so geregelt war, dass eine Temperatur von 13000C gemessen wurde, und alle anderen Variablen konstant gehalten wurden, dann bewirkte die Änderung der Gasstromrichtung von gleichströmend auf gegenströmend eine ausgesprochene Änderung in dem Temperaturverlauf des Drahtes, und zwar wurde die .Spitzentemperatur vom Drahteinlassende des Reaktors weg verlagert. Diese Arbeitsweise verminderte aber auch die Wachstumsgeschwindigkeit der Fiber sehr stark. Es stellt sich heraus, dass die Reaktion des Abscheidens behindert ist, wenn der Gasstrom entgegenströmt, so dass der nraht eine grössere Strecke zurücklegen muss, bevor eine genügend grosse Abscheidung und Reaktion zwischen dem Überzug und dem Substrat stattgefunden haben, um die beobachtete Temperaturzunahme hervorzurufen. So wurde klar, dass einfache Umkehrung der GasStromrichtung nicht die Antwort auf das Problem war.
Das vorliegende Verfahren arbeitet mit einem Serienreaktor, der aus einem unteren und einem oberen Teil zusammengesetzt ist. Im unteren Teil werden die Gase an beiden Enden einaeführt und im mittleren Teil des unteren Gefä'sses abcrezogen, um so Zonen der beiden Gasstromrichtungen, mitströmend und aeaenströmend, in diesem Gefä'ssteil aufzubauen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, und tatsächlich wünschenswert, Gase verschiedener Zusammensetzung
209812/1252
in den gegenüberliegenden Enden des unteen Teiles einzuführen. Diese Anordnung im unteren Gefä'ssteil ergibt gleichmässigere Temperaturen und hat unerwarteter Weise die Produktionsgeschwindiqkeit von drahtähnlichem Bor verdreifacht und liefert ein Fertigprodukt von aussergewöhnlicher Gleichmässigkeit und Konsistenz. In einem 91,5 cm langen Reaktor wurden 81,2 /jl starke konsistente Borfibern mit einer Geschwindigkeit von 105 m/h hergestellt. Die-
2 se Fibern zeigten eine Zugfestigkeit von 32 300 Kp/cm .
Dann erkannte man, dass eine wesentliche und unerwartete Zunahme der Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden konnte, wenn ein oberes Teilaefäss am Reaktor anoebracht wird, und wenn das aus dem unteren Teilgefä'ss ausströmende Gas das obere Teilgefäss speist.
In einem Reaktor, dessen oberes Teilgefa'ss 66 cm hoch und dessen unteres Teilgefä'ss 122 cm hoch ist, werden 101,6/i starke Bordrähte »it einer Geschwindigkeit von 236 m/h und mehr routinemässig hergestellt, ohne dass die Eigenschaften des Drahtes herabgesetzt werden. In Wirklichkeit kann die Durchmessertoleranz: besser eingehalten werden als das bis ietzt der Fall aewesen ist. Die Untersuchungen erqaben crute Drähte mit einer Durchmessertoleranz
-3 α. -4
von 10,16-10 £ 2,54-10 cm. Es ist nun nicht nur so, dass die Produktionsgeschwindigkeit erhöht wird, sondern die Erhöhuna wird mit weniger Speisegas als in vorhergehenden Anordnungen erzielt.
Die Zunahme der Produktionsgeschwindigkeit ist in diesem Falle tatsächlich unerwartet gewesen, da vorhergehende Versuche keine
209812/1252
deutlichen Vorteile des Aufbaus aezeigt haben. Es ist socrar so, dass die Ergebnisse von vorheraehenden Arbeiten gegen den Aufbau sprachen. Es schien ein Problem der Stabilität zn sein, denn frvfhere Reaktoren mit Aufbau konnten nicht bei maximalen Temperaturen arbeiten, da Instabilität des Systems vorlag, nie Stabilität des vorliegenden Verfahrens hingegen wird durch die aussergewöhnliche Gleichmässigkeit des Bordrahtes klar bewiesen.
Fiaur 1 stellt den Schnitt durch den Reaktor dieser Erfindung dar.
Fiaur 2 ist ein Schaubild das die verschiedenen Borabscheidungsgeschwindiqkeiten, welche mit den verschiedenen Reaktoranordnunaen möglich sind, darstellt.
wie aus Figur 1 ersichtlich, ist der Reaktor aus einem oberen Teilgefäss 2 und einem unteren Teiloefäss 4 aufaebaut, welche in Reihe angeordnet sind. Jede Stufe begreift ein rohrförmiges Behälteraefäss 6, resp. 8. Gasdoppeleinlasse IO, 12 und 14, 16 sind je an den Enden der unteren Stufe angebracht. Die Einlasse 10 und 14 speisen mit Wasserstoff, die Einlasse 12 und 16 speisen den Reaktor mit dem Borhalogenid. nie auf diese Weise durch die jeweiligen Einlasse eingeführten Gase werden durch ein gemeinsames Auslassrohr 18 abgezogen, welches nahe dem zentralen Teil des unteren Teilaefässes anaebracht ist, um gleichzeitig mitströmenden und gegenströmenden Gasfluss, bezogen auf die Drahtbeweauna durch den Reaktor hindurch, im unteren Teilaefäss aufzubauen. Die Behältergefässe 6 und 8 sind aus Quartz oder Pyrex, obschon eine Vielzahl von Dielektrika und Glase verwendet werden können.
209812/1252
Das ausströmende Gas aus dem unteren Teilqefäss wird durch den Auslass 18 abqezoqen und wieder dazu verwendet, die obere Stufe zu soeisen, wobei es durch den Einlass 20 einaefCIhrt wird. Dieses durch Einlass 20 einströmende Gas enthält nicht nur das primäre Borhalooenid und den Wasserstoff, sondern auch katalytisehe Zusätze und ebenfalls die Reaktionsorodukte cer unteren Stufe, die hauptsächlich aus Chlorwasserstoff bestehen. Die verbrauchten Gase der oberen Stufe werden durch Auslass 22 abqezoqen "nd der Reinigunas- , Wiederaewinnungs- und/oder Reaenerxerunqsanlaqe zuaeführt.
nie Gaseinlasse des unteren Teilaefässes durchdrinaen die metallisehen Verschlusselemente 24 und 26 und sind elektrisch mit ihnen verbunden. Die Verschlusselemente beerenden das untere Teilgefäss und sind aleichzeitiq aeeianete Vorrichtungen, über welche der Strom dem Draht zuaeftfhrt werden kann, um diesen als Widerstand 7M erhitzen. Das Verschlusselement 24 ist aleichzeitiq der Verschluss des unteren Kndes des oberen Teiles. Das obere Teilaefäss wird durch das Verschlusselement 2R abqedichtet.
Obschon die ieweiliqen Verschlösse 24, 26 und 28 verschieden ausaefi'ihrt sind, so haben sie doch alle eine Anzahl von Einzelheiten aemeinsam. Die sind alle so ausaebildet, dass sie einen Hohlraum 30, 32, 34 bilden, welcher eine zweckmässiae, leitende Abdichtunq 36 aufnehmen kann, wie z.B. Ouecksilber, das zwei Zwecken dient: einerseits dient es als aasdichter Verschluss rundum den Draht 38, dort wo dieser die Enden des Reaktors durchdrbat, und andererseits dient es dazu elektrischen Kontakt zwischen dem sich bewegenden Draht und den jeweiligen Verschlusselementen zu geben. Die Ver-
209812/1252
Schlusselemente sind ihrerseits wiederum fiber die Rohre 1O# 16 und 40 und über Leitungen an eine Gleichstromquelle 42 angeschlossen. Die Stromafuhr zu den ieweiligen Stufen des Reaktors wird ent- ' sprechend mi.t Hilfe der Regelwiderstä'nde 44 und 46 einaestellt. Pie Verschlusselemente sind noch mit einer ringförmigen Rille versehen, die mit den Hohlräumen der Verschlusselemente durch die Bohrungen 50, 52 und 54 verbunden ist, um rundum die Verschlusselemente abzudichten, damit kein Gas entweicht. Das Abdichten des unteren Endes des oberen Teilgefä'sses geschieht dadurch, dass der Hohlraum 32 ein wenig zu viel gefüllt wird.
Die erwä"hnten Verschlusselemente sind des weiteren mit einer zentralen Bohruna 60, 62 und 64 versehen, die gross genug ist, um den Draht ungehindert durchzulassen, die aber im Zusammenhang mit dem Draht klein genug ist, dass das Quecksilber durch Oberflächenspannungen in den jeweiligen Hohlräumen zurückgehalten wird, öffnungen von 381>n Durchmesser wurden in Aggregaten vom oben beschriebenen Typ verwendet bei einem 12,7^u starken Draht.
Verschiedentlich sind die Verschlusselemente geändert worden, um eine mittig durchbohrte Zwischenscheibe anzubringen, durch welche der Draht lief, und die ebenfalls dazu diente, das abdichtende Quecksilber zurückzuhalten. Die Edelsteine ergeben eine gro'ssere Lebensdauer der Öffnung und weniger Verschmutzung im Verfahren. In neuzeitlicheren Bauarten wurde zur Herstellung der Lochverschlusselemente Wolfram verwendet, um so die unerwünschte Verschmutzung zu vermindern und den Gestehungspreis des Aggregates herabzusetzen.
209812/1252
Im unteren Teilgefä'ss des Reaktors sind die an beiden Enden jeweilig eingeführten Gase in ihrer Zusammensetzung bei optimaler Arbeitsweise vorzugsweise verschieden und der Draht, der diese Stufe durchläuft, ist somit verschiedenen Gasen ausgesetzt, und die Borhalogenidkonzentration ist eine Punktion der linearen Position des Drahtes im Reaktor. Die Reaktionsgeschwindigkeit und die Abscheidegeschwindiakeit nehmen im allgemeinen mit der effektiven Konzentration des Borhalogenids in der Gasmischung zu. Es wurde mit verschiedenen Holprozenten experimentiert und 2 bis 50% Bortrichlorid wurden zu verschiedenen Zeiten der Versuchs-Periode eingesetzt. Dabei stellt sich heraus, dass 30 Molprozent die optimale Konzentration ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die jeweiligen Borhaloaenidkonzentrationen in den oberen und in den unteren Zonen der unteren Stufe des Reaktors vorzugsweise so zu regeln, dass eine maximale Temperatur in diesen beiden Zonen auftritt, wobei diese maximale Temperatur so zu wählen ist, dass sie unter der Temperatur liegt, bei welcher das obengenannte anormale Wachstum auftritt. In dem erwähnten System war ein Tempera tür maximum von 1300 C zufriedenstellend.
Man hat daraufhin festgestellt, dass, um die erwünschten Tempera turmaxima in den beiden Zonen der unteren Stufe zu erhalten, die Konzentration des Borhalogenids in der unteren Zone grosser sein muss als diejenige in der oberen Zone. Das vorzuziehende Bortrichlorid-Wasserstoff-Verhältnis in der oberen Zone der un-
209812/1252
teren Stufe ausgedrückt in Volumenprozent ist 1/2,5 während das in der unteren Zone vorzugsweise uncrefähr 1/1,6 ist. Die genaue Zusant mensetzung des Gases, welches in die obere Stufe einoefiihrt wird, wurde nicht analysiert. Es enthä'lt jedoch Bortrichlorid und Wasserstoff die nicht reagiert haben, zusammen mit wesentlichen Beträaen von Chlorwasserstoff, welches als Reaktionsprodukt des Borabscheidevorganges in der unteren Stufe des Reaktors anfällt. In der oberen Stufe ist, bei ganzem Einsatz des zuströmenden Gases der unteren Stufe als Speisegas, die Spannung so eingestellt, dass im Draht eine maximale Temperatur vorlieqt, wie sie oben erwähnt wurde. Versuche wurden bei verschiedenen Drucken gefahren, und zwar zwischen 1 und 50 Atmosphären, um so den Einfluss des Druckes des Reaktandengases auf die Wachstumsaeschwindiakeit zu bestimmen. Es geht daraus hervor, dass Druckzunahmen einerseits die Anfancrs- und andererseits die Endwachstumsgeschwindigkeit erhoben. In ungeheitzten Reaktoren hinaegen, und bei Betriebsbedinoungen bei Raumtemperatur, ist der anfallende Partialdruck von Bortrichlorid nur sehr wenig arösser als eine Atmosphäre. Viele ähnliche Versuche wurden mit Katalysatoren durchgeführt, welche dem Reaktandenoas beiqemischt waren. Auf jeden Fall, ungeachtet dem anaewandten Druck und der Geaenwart von Katalysatoren, wird beim Einhalten der oben erwähnten Prinzipien eine wesentliche Verbesserung in der Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden und desweiteren wird die Gleichmässigkeit und die Reproduzierbarteit des Endproduktes gewährleistet sein.
209812/1252
Beispiel
Ein Reaktor wurde qebaut mit einem Pyrexrohr wie aus Figur 1 ersichtlich ist. Her Aussendurchmesser war fü*r beide Stufen 18 mm, und der Innendurchmesser war 15 mm, wobei die obere Stufe ungefaTir 66 cm lang war, und die JjSnae der unteren Stufe ungefalir 122 cm war. Die gesamte Gas&usammensetzunq an den beiden Enden der unteren Stufe war überwacht, um ein Temperaturmaximum von 1300 C in jeder Zone der unteren Stufe zu erreichen, wobei die Gase am unteren ^nde mit einer Durchsetzqeschwinäigkeit von 1O5O cm /min Bortrichlorid und 2450 cm /min Wasserstoff eingelas-
r
sen wurden, nie Gase wurden durch einen qemeinsamen, in der Mitte oeleaenen Auslass abaezogen und direkt im oberen Ende der oberen Stufe einqefuTirt. Der Gasdruck betrug ungefähr 1 Atmosphäre. Der Wolframdraht hatte einen Durchmesser von 12,7 ^u und wurde mit einer Geschwindigkeit von 236 m/h durch den Reaktor nach unten gezogen und es wurde auf diese Weise ein 101,6 /a. starker Draht hergestellt. Eine Gleichstromspannung von 1380 Volt und 290 mA war an der unteren Stufe und eine Gleichstromst>annunq von 600 Volt war an der oberen ^tufe ancrelegt. Die Einstellung der Anfanasparameter geschah mit Hilfe von Pyrometerverfahren, und anschliessend wurde das Svstem überwacht, durch Messen einer konstanten Spannunq in der oberen Stufe und durch Messen eines konstanten Stromes in der unteren Stufe.
Rs wurden eine Reihe von Substratverkstoffen untersucht, so z„B. TiTolfram, Tantal, Aluminium, Molybdän und mit Aluminium überzogenes
209812/1252
Wolfram, mit Wolfram überzogenes Silicium und mit Glas überzogenes. Kupfer. Has Abscheiden von Bor auf Tantal und Molybdän war erfolgreich gewesen, die Abscheidegeschwindigkeit auf Tantal war ' derjenigen auf Wolfram gleich im Bereich des experimentellen Fehlers, die ^bscheidegeschwindigkeit auf Molybdän war etwas kleiner als diejenige auf Wolfram. Es wurden verschiedentlich Versuche mit Drähten von 12,7/1 bis 508^u Durchmesser durchgeführt und bei verschiedenen Versuchen wurden die Lä*ngen der Reaktoren von 40,5 cm bis 122 cm geäTndert.
Untersuchungen iribepsug auf die Eigenschaften des Drahtes wurden vorgenommen, und es wurde die maximale Zugfestigkeit, die Dehnung und die Dauerfestigkeit des Drahtes aufgenommen. Mittlere
maximale Zugfestiokeiten von ungefäTir 32 3OO Kr>/cm wurden für die 76,2 ji starken Drähte gemessen, und der Drahtdurchmesser lag
—4
innerhalb von i 2,54*10 cm. Der Dauerfestigkeitsversuch bewies das ausaezeichnete Verhalten der Fiber gegenüber Dauerbruch.
209812/1252

Claims (5)

1 K R Π *7 Π ^ PATENTANS PRUECHK
1. Verfahren zur Herstellung eines kontinuierlichen Bordrahtes durch chemisches Abscheiden auf einen als widerstand erhitz ten T^raht aus einer Mischung von Reaktionsaasen, die aus einem sich zersetzenden borhaltigen Gas besteht, während der ^raht durch einen Reaktor gezoaen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht nacheinander einer ersten, zweiten und dritten Gasmischuna ausgesetzt wird, wobei die zweite Gasmischung dem Reaktor zuaefu*hrt wird, um einen Gasstrom in Richtung des Drahtverschubs aufzubauen, und die dritte Gasmischung dem Reaktor zugeführt wird, um einen Gasstrom in entgeaengesetzter Richtung des Drahtverschubs aufzubauen, und dass die erste Gasmischung aus dem Abgas der Mitstrom- und der Geaenstromzone zusammengesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch aekennzeichnet, dass der Reaktor zwei in Reihe geschaltete Stufen begreift und, dass in der zweiten Stufe eine erste Gasmischung neben der Drahtein-Iass6*ffnung unten eingeführt wird und eine zweite Gasmischung neben der Drahtauslassö*ffnung oben eingeführt wird, wobei die beiden in entgegengesetzter Richtung strömenden GasstroYae gemeinsam abgeführt werden, um die erste Stufe des Reaktors zu speisen und anschliessend abgeführt zu werden·
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und die dritte Gasmischung jeweils Bortrichlorid und Wasserstoff als aktive Komponenten enthalten, dass das Verhältnis der Volumina von Bortrichlorid und Wasserstoff in der zweiten Gasmischung 0,25 bis 0,5 und in der dritten Gasmischung 0,5 bis 3
4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet,
dass die Konzentration der zweiten Gasmischung so eingestellt wird, dass die maximale Drahttemperatur in der Gegenstromzone des Reaktors derjenigen der Mitstromzone entspricht, und dass die maximale Drahttemperatur 13000C nicht überschreitet.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet,
dass der Betriebsdruck ungefalir 1 Atmosphäre betragt»
209812/1252
Leerseite
DE1667773A 1967-02-24 1968-02-21 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Bordrähten Expired DE1667773C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US61851167A 1967-02-24 1967-02-24

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1667773A1 true DE1667773A1 (de) 1972-03-16
DE1667773B2 DE1667773B2 (de) 1974-03-14
DE1667773C3 DE1667773C3 (de) 1974-10-31

Family

ID=24478021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1667773A Expired DE1667773C3 (de) 1967-02-24 1968-02-21 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Bordrähten

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3549424A (de)
JP (1) JPS4827180B1 (de)
DE (1) DE1667773C3 (de)
FR (1) FR1564721A (de)
GB (1) GB1214354A (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3738314A (en) * 1968-03-21 1973-06-12 Gen Electric Filament coating apparatus including mercury contact heating means
US3861953A (en) * 1969-03-27 1975-01-21 United Aircraft Corp Node-free boron composite filament
US3731651A (en) * 1970-12-14 1973-05-08 United Aircraft Corp Reactor seal
US3985917A (en) * 1972-03-02 1976-10-12 Avco Corporation Method of depositing material on a heated substrate
US3859144A (en) * 1973-06-27 1975-01-07 United Aircraft Corp Method for producing nickel alloy bonding foil
US3964434A (en) * 1974-11-04 1976-06-22 Technicon Instruments Corporation Coating apparatus including liquid sealant between compartments
US4172162A (en) * 1976-06-25 1979-10-23 Materials Development Corporation Boride hard-facing
US4212838A (en) * 1977-09-20 1980-07-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Process for manufacture of cantilever for pickup cartridge
US5405654A (en) * 1989-07-21 1995-04-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Self-cleaning chemical vapor deposition apparatus and method
US5322711A (en) * 1989-07-21 1994-06-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Continuous method of covering inorganic fibrous material with particulates
US5364660A (en) * 1989-07-21 1994-11-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Continuous atmospheric pressure CVD coating of fibers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2853970A (en) * 1956-03-09 1958-09-30 Ohio Commw Eng Co Continuous gas plating apparatus under vacuum seal
US2930347A (en) * 1956-04-13 1960-03-29 Ohio Commw Eng Co Vacuum seal for evacuated systems
DE1244733B (de) * 1963-11-05 1967-07-20 Siemens Ag Vorrichtung zum Aufwachsen einkristalliner Halbleitermaterialschichten auf einkristallinen Grundkoerpern
US3409469A (en) * 1964-03-05 1968-11-05 United Aircraft Corp Vapor coating conductive filaments utilizing uniform temperature
US3365330A (en) * 1964-05-28 1968-01-23 Air Force Usa Continuous vapor deposition
US3410715A (en) * 1965-06-28 1968-11-12 Air Force Usa Process for metal finishing boron and tungsten filaments
US3424603A (en) * 1965-10-06 1969-01-28 Us Air Force Method for the manufacture of pyrolytically coated filaments

Also Published As

Publication number Publication date
GB1214354A (en) 1970-12-02
DE1667773B2 (de) 1974-03-14
FR1564721A (de) 1969-04-25
US3549424A (en) 1970-12-22
JPS4827180B1 (de) 1973-08-20
DE1667773C3 (de) 1974-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2808462C2 (de) Vorrichtung zur Herstellung von hochreinen Siliziumstäben
DE2912661C2 (de) Verfahren zur Abscheidung von reinem Halbleitermaterial und Düse zur Durchführung des Verfahrens
DE2808461C2 (de) Verfahren zur Herstellung von hochreinen Siliziumstäben mit gleichförmiger Querschnittsgestalt
DE2116254C2 (de) Vorrichtung zum kontinuierlichen Extrudieren hochviskoser Schmelzen
DE10064178A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung einer Dünnschicht
DE1667773A1 (de) Verfahren zur Herstellung von drahtfoermigem Bor und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE2165742C2 (de) Verfahren zum intensiven Inberührungbringen eines eine Flüssigkeit enthaltenden Fluids mit Feststoffteilchen
DE2555899C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Hohlfasern aus anorganischen schmelzfähigen Materialien sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CH676710A5 (de)
DD154584A5 (de) Duese zum kontinuierlichen ablagern einer schicht aus einem feststoff auf einem substrat
DE2303407A1 (de) Beschichteter kohlenstoffaden und verfahren zu seiner herstellung
DE2221943A1 (de) Borfaser mit Antidiffusionsueberzug,Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
DE805542C (de) Vorrichtung zum Speisen von bei der Herstellung von Fasern, z.B. aus Glas, verwendeten, mit Spinnduesen versehenen Behaeltern
DE1667771C3 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Bordrähten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE1906956A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung kohlenwasserstoffhaltiger stroemungsfaehiger Medien
DE1621272C3 (de) Verfahren zur Induzierung eines Leitfähigkeitstyps in einem Halbleiter
DE1944504A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von fortlaufenden Siliciumcarbid-Draehten
DE1501402A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abkuehlen von Medien hoher Temperatur
DE1938749A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines ringfoermigen Fluessigkeitsstromes,der entlang der Innenflaeche einer Rohrwand laeuft
EP0536559B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung einer pumpbaren Süsswarenmasse
DE2041122A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Durchfuehrung organisch-chemischer Reaktionen
DE1592117A1 (de) Verfahren zur Herstellung von haarfeinen alpha-Aluminiumoxydkristallteilchen und Geraet zur Durchfuehrung dieser Verfahren
DE1954480A1 (de) Methode zur Herstellung von Bor auf einem Substrat aus Kohlenstoffiber
DE2627135A1 (de) Haertungsvorrichtung fuer glastafeln
DE1417786A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Silizium hoher Reinheit

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee