DE2514835A1

DE2514835A1 - METHOD AND DEVICE FOR COATING SMALL PARTICLES

Info

Publication number: DE2514835A1
Application number: DE19752514835
Authority: DE
Inventors: Dennis Edward Cielaszyk; Andrew James Meyer
Original assignee: KMS Fusion Inc
Current assignee: KMS Fusion Inc
Priority date: 1974-04-05
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR2266553A1; FR2266553B3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten kleiner Partike.The invention relates to a method and a device for coating small particle.

Gegenwärtig werden viele Untersuchungen angestellt, um dadurch
eine Fusionsreaktion zu erhalten, daß eine Menge von Fusionsbrenn- j stoff, z.B. Deuterium oder Deuterium-Tritium,einem gepulsten Laserstrahl ausgesetzt wird. Die Grundzüge dieser Verfahren sind in
ken US-Patentschriften 3 378 446, 3 498 645, 3 624 239 und 3 762
992 beschrieben.Much research is currently being done to determine this
to obtain a fusion reaction that a quantity of fusion fuel, for example deuterium or deuterium-tritium, is exposed to a pulsed laser beam. The main features of these procedures are in
ken U.S. Patents 3,378,446, 3,498,645, 3,624,239, and 3,762
992 described.

Bei den oben genannten Patentschriften findet ein Deuteriumtropfen
oder ein Pellet auf sehr tiefen Temperaturen Verwendung, so daß
'diese als fest angesehen und auch so behandelt werden können. Bei
den Verfahren nach den oben genannten Patenten fällt der Brennstoff!A deuterium drop is found in the above-mentioned patents
or use a pellet at very low temperatures, so that
'these can be regarded as fixed and can also be treated as such. at
the processes according to the above-mentioned patents run out of fuel!

I jI j

Jin eine Reaktionskammer und der Laserimpuls wird so auf die Fall- ,Jin a reaction chamber and the laser pulse is applied to the fall,

! ~ - 2-~ "" 25"ΗΪ35"""]! ~ - 2- ~ "" 25 "ΗΪ35" ""]

j Ij I

'bewegung des Brennstoffes synchronisiert, daß er den Tropfen etwa iin der Mitte der Reaktionskammer trifft. In der deutschen Patentanmeldung P 24 55 366.0 sind Brennstoffelemente in Form kleiner'Movement of the fuel is synchronized so that it drips about i hits in the middle of the reaction chamber. In the German patent application P 24 55 366.0, fuel elements are smaller in shape

hohler Glaskugeln beschrieben, die dadurch mit einem Fusionsbrenn-described hollow glass spheres, which are thereby connected to a fusion

!stoff wie Deuterium oder Deuterium-Tritium gefüllt sind, daß von der den Glaswänden der Kugel eigenen Permeabilität Gebrauch gemacht wird und man den in gasförmigem Zustande vorliegenden Brennjstoff dazu bringt, sich durch die Wände in das Innere der Kugel izu bewegen. Ist der Brennstoff einmal in die Kugeln hineingebracht, jso können diese unter geeigneten Bedigungen über lange Zeiträume 'aufbewahrt werden, bevor sie beim Fusionsprozeß Verwendung finden.! Substances such as deuterium or deuterium-tritium are filled with that of made use of the permeability inherent in the glass walls of the sphere and the fuel, which is in a gaseous state, is made to move through the walls into the interior of the sphere izu move. Once the fuel has been put into the balls, jso these can be used over long periods of time under suitable conditions 'must be kept before they are used in the fusion process.

!Zuweilen ist es vorteilhaft, die aus Glas gefertigten Kugeln zu !beschichten, um die Fusion günstig zu beeinflussen oder einfach den gespeicherten Wasserstoff zurückzuhalten. Das Beschichten kann jdurch Aufdampfen, Sputtern oder ein anderes Verfahren erfolen, bei dem ein Teilchen in einer Atmosphäre hochgeworfen wird, welche! Sometimes it is advantageous to coat the spheres made of glass! In order to influence the fusion favorably or simply to retain the stored hydrogen. The coating can be done by vapor deposition, sputtering or another method, in which a particle is thrown up in an atmosphere, which

■das Niederschlagen einer Beschichtung herbeiführt.■ causes a coating to deposit.

Durch die Erfindung soll daher ein Verfahren zum gleichmäßigen Beschichten kleiner Partikel.insbesondere aus Glas beispielsweise durch Aufdampfen oder Sputtern angegeben werden. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Partikel während des Aufbringens der Beschichtung durch ein vibrierendes Gefäß hochgeworfen werden.The invention is therefore intended to provide a method for uniformly coating small particles, in particular made of glass, for example can be specified by vapor deposition or sputtering. This object is achieved in that the particles during the Application of the coating can be thrown up by a vibrating vessel.

Mach diesem Verfahren kann man beschichtete Partikel herstellen, bei denen die Beschichtung die Partikel vollständig und gleich-This process can be used to produce coated particles in which the coating completely and uniformly separates the particles.

iförmig umgibt.surrounds i-shaped.

Durch die Erfindung soll ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen werden, die leicht jaus der Ferne bedienbar ist, während sie in einem Behälter mit !einstellbarer Atmosphäre angeordnet ist. Hierzu kann zwar ein me-The invention is also intended to provide a device for carrying out the method according to the invention which is easy can be operated remotely while being placed in a container with adjustable atmosphere. To do this, a mea-

jchanischer Vibrator mit einer von einem Motor angetriebenen RatscheMechanical vibrator with a ratchet driven by a motor

verwendet werden, hiergegen sprechen jedoch praktische Gesichtspunkte, die bei unter Vakuum ausgeführten Arbeiten oder bei Arbeiten in einem eine andere einstellbare Atmosphäre enthaltenden Behälter berücksichtigt werden müssen. Bei der erfindungsgemäßen 'Vorrichtung ist es möglich rein vertikale Vibrationskräfte zu erhalten, während der mechanische Vibrator vertikale und horizontale Kräfte ausübt. Die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die Partikel ausgeübte vertikale Kraft hält diese über einen langen Zeitraum im Fluge und stellt eine gleichförmige Beschichtung sicher. ιcan be used, but practical considerations speak against this, those in the case of work carried out under vacuum or in the case of work in a different adjustable atmosphere Containers must be taken into account. In the device according to the invention, it is possible to obtain purely vertical vibration forces, while the mechanical vibrator exerts vertical and horizontal forces. The from the device according to the invention to the Vertical force exerted by particles keeps them in flight for a long period of time and ensures a uniform coating. ι

Jim folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die belügende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Hochschleudern von Partikeln imIn the following, the invention is explained in more detail using preferred exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawing. In this shows:
Fig. 1 shows a device for throwing up particles in

Querschnitt; undCross-section; and

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Schaltung zur Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.2 shows a schematic view of a circuit for controlling the device according to the invention.

In Fig. 1 weist eine Vorrichtung zum Hochschleudern von Partikeln ein kegelförmiges Teil 20 mit einer mittigen schüsseiförmigen Vertiefung 22 auf. Dieses Teil ähnelt dem für einen Zwei-Zoll-Lautsprecher verwendeten Halter und hat um die Fläche des Kegels herumIn Fig. 1, a device for throwing up particles has a conical part 20 with a central bowl-shaped part Recess 22. This part is similar to the holder used for a two inch speaker and has around the face of the cone

b ü ä b k 4 / 0Τί~3 " "b ü ä b k 4 / 0Τί ~ 3 ""

I -4- 25U835 jI -4- 25U835 j

'verhältnismäßig große Löcher 24. Ein Permanentmagnet 26 ist am j ! j'relatively large holes 24. A permanent magnet 26 is on the j! j

iBoden der schüsseiförmigen Vertiefung 22 angeordnet. Ein zylindrijscher Körper 28 ist in Abstand von dem Permanentmagneten 26 und konzentrisch zu diesem und der schüsseiförmigen Vertiefung 22 angeordnet, er ist jedoch frei tragend auf einem Diaphragma 30 mit ,kreisförmiger Wellung angeordnet. Eine Spule 32, oft als Antriebsspule bezeichnet, ist auf dem zylindrischen Körper 28 angeordnet !und weist aus der Vorrichtung nach außen führende Zuführdrähte 34iBottom of the bowl-shaped recess 22 is arranged. A cylindric one Body 28 is arranged at a distance from the permanent magnet 26 and concentrically to this and the bowl-shaped recess 22, however, it is cantilevered on a diaphragm 30 with circular corrugation. A spool 32, often referred to as a drive spool, is disposed on the cylindrical body 28 ! and has lead wires 34 leading out of the device

;und 36 auf.; and 36 on.

;Der zylindrische Körper 28 ist durch eine Scheibe 40 aus Plastik; The cylindrical body 28 is supported by a disc 40 made of plastic

,(z.B. Tetrafluoräthylen) abgedeckt. Die Scheibe 40 trägt ein Wiegegefäß 42 mit einem Boden 44 und einer Seitenwand 46. Vier !federnde Drahtbügel 48 sind am einen Ende mit dem kegelförmigen, (e.g. tetrafluoroethylene) covered. The disk 40 enters Weighing vessel 42 with a bottom 44 and a side wall 46. Four resilient wire brackets 48 are at one end with the conical

Teil 20 etwa bei 49 verschweißt und verlaufen von dort nach obenPart 20 welded around at 49 and run upwards from there

und über die Kanten des Wiegegefäßes 42, so daß sie dieses auf der durch die Scheibe 40 gebildeten Platte in fester Lage halten.and over the edges of the weighing vessel 42, so that they this on hold the plate formed by the disc 40 in a fixed position.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung zum Hochschleudern von Partikeln ist in einer Vakuumkammer 50 angeordnet, welche eine geeignete Sputtervorrichtung oder eine Aufdampfvorrichtung aufweist. Die Zuführdrähjte 34 und 36 sind mit einer vakuumdichten elektrischen Durchführsteckverbindung 52 verbunden. Eine Antriebsschaltung weist einen durchsteuerbaren Frequenzgenerator 54 mit einem Frequenzbereich von 100 Hz bis 5000 Hz und einen von diesem angesteuerten Verstärker 56 mit einem Leistungsbereich von 0 bis 5 Watt auf. Diese Geräte sind ohne weiteres erhältliche elektrische Einheiten, dieFig. 2 shows a schematic view of the device according to the invention. The device for throwing up particles is arranged in a vacuum chamber 50, which is a suitable sputtering device or a vapor deposition device. The feed wires 34 and 36 are connected to a vacuum-tight electrical feed-through connector 52. A drive circuit has a controllable frequency generator 54 with a frequency range of 100 Hz to 5000 Hz and an amplifier controlled by this 56 with a power range from 0 to 5 watts. These devices are readily available electrical units that

I eine genaue Steuerung der vibrierenden Scheibe 40 und des Wiege- |I precise control of the vibrating disc 40 and the weighing machine

gefäßes 42 ermöglichen. ,vessel 42 enable. ,

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das Wiegegefäß 42 wird mit einer geeigneten Menge kleiner Körper, z.B. kleiner Glaskugeln, beschickt. Diese überdecken den Boden des WiegegefäßesJ Dieses wird unter den federnden Drahtbügeln 48 angebracht und so
gut wie möglich auf Niveau gehalten. Die elektrische Anlage wird
'dann eingeschaltet und die Frequenz und die Amplitude werden so
eingestellt, daß dem Wiegegefäß geeignete Vibrationsbewegungen
erteilt werden, welche eine vertikale Bewegung der Partikel vom
Boden des Wiegegefäßes nach oben herbeiführen. In der Zwischenzeit
kann die Beschichtungsanlage bereitgemacht werden, so daß die
Vakuumkammer 50 ausgepumpt wird und das Beschichten entweder überThe device according to the invention works as follows: The weighing vessel 42 is charged with a suitable amount of small bodies, for example small glass spheres. These cover the bottom of the weighing vessel.This is attached under the resilient wire brackets 48 and so on
kept at the same level as possible. The electrical system will
'then turned on and the frequency and amplitude will be like that
set that the weighing vessel suitable vibration movements
issued, which is a vertical movement of the particles from
Bring the bottom of the weighing vessel upwards. In the meantime
the coating system can be made ready so that the
Vacuum chamber 50 is pumped out and the coating is either over

a) eine Sputteratmosphäre oder b) eine Bedampfungsatmosphäre in ;a) a sputtering atmosphere or b) a vapor deposition atmosphere in;

! j! j

der Kammer eingeleitet wird. Das von der Quelle verdampfte Material schlägt sich auf den hochgeschleuderten Partikeln nieder und bil- jthe Chamber is initiated. The material evaporated from the source precipitates on the thrown up particles and forms j

det eine gleichförmige Beschichtung, deren Dicke von der Dauer 'a uniform coating, the thickness of which depends on the duration '

i ■i ■

< I<I.

.des Beschichtungsvorganges und anderen bekannten Parametern ab- j. of the coating process and other known parameters from j

■hängt, wie in unten stehender Tabelle angegeben ist. Ist ein Be-■ depends as shown in the table below. Is a loading

Schichtungszyklus zu Ende geführt, so wird die Anlage abgeschaltetIf the stratification cycle is completed, the system is switched off

und das Wiegegefäß 42 entnommen.and the weighing vessel 42 removed.

! Tabelle! Tabel

der Kenngrößen eines typischen Beschichtungszyklusthe parameters of a typical coating cycle

Beschichtungsmaterialien Ni, Cu, AlCoating materials Ni, Cu, Al

Durchmesserbereich 90 bis 150 /UDiameter range 90 to 150 / rev

Menge der Mikrokugeln ~1OAmount of microspheres ~ 1O

Partialdruck 10 ,uPartial pressure 10, u

[Fortsetzung; [ Continuation;

25U83525U835

Beschichtungszeit Verdampfungsgeschwindigkeit 'Geschwindigkeit des Niederschlags auf der Mikrokugel Verluste beim BeschichtenCoating Time Evaporation Rate 'Rate of Deposition losses on the microsphere during coating

Ausbeute an gleichförmigen Mikrokugeln 6 bis 12 Minuten 166 8 / MinuteYield of uniform microspheres 6 to 12 minutes 166 8 / minute

41,5 & / Minute 10 %41.5 & / minute 10%

50 %50%

BÜ9844/0743BÜ9844 / 0743

Claims

jKMS FUSION, INC.

13941 Research Park Drive April 3, 197 5

; Ann Arbor, Mich. 48106, USA Lawyer File M-3 45 ")

Claims

Ί.] Process for coating small particles, marked through the following process steps:

Providing a coating chamber; Introducing a particle carrier into the coating chamber; Loading the particle carrier with a batch of particles to be coated; and in vertical vibratory motion displacing the particle carrier so that the particles repeat over a predetermined period of time moved upward away from the particle carrier into the coating atmosphere of the coating chamber.

2. Apparatus for coating small particles according to the method according to claim 1, characterized by a carrier (42) for particles with at least one section lying in one plane (44); by means for guiding the carrier (42), see above that it can be moved vertically without hindrance in a direction perpendicular to the plane; and through a facility (28-36, 54, 56), through which the carrier (42) in the vertical direction perpendicular to the plane at high speed Vi

. "~: ₈ : 25l483" 5 "

; bration movements are conveyed / so that the

j ger located particles in the vertical direction in the over ; the space located in the wearer are thrown.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the

ι carrier is formed by a vessel made of lightweight material

! is made and a flat base (44) and surround this-I

de side walls (46).

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the device for guiding the carrier (4 2) has a plurality of resilient retaining brackets (48) with the sides of the carrier overlapping Has sections.

| 5. Device according to one of Claims 2 to 4, characterized in that that the means by which vibratory motions are imparted to the carrier comprises: one a magnet (26) concentrically surrounding drive coil (32), a resilient device (30) for supporting the drive coil (32), a frequency generator (54), which supplies an oscillating current to the drive coil, causing it to vibrate in the direction of the To offset coil axis, and an amplifier (56), through which the size of the oscillations can be adjusted.

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