DE4217450A1 - Ionenplattierverfahren und -vorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ionenplattierverfahren und eine
Vorrichtung dafür, und zwar insbesondere zur Herstellung
einer Schicht auf einem breiten Substrat mit hoher Ge
schwindigkeit.
Seit einigen Jahren wird versucht, mittels Trockenverfahren
Schichten auf breiten Stahlbändern wie etwa kaltgewalztem
Bandstahl zu bilden, um den Wert zu erhöhen. Von diesen Ver
suchen hat sich das Ionenplattieren als ein Verfahren be
stätigt, das in bezug auf Haftvermögen und Dichte einer
Schicht sowie hinsichtlich der Produktivität sehr gut geeig
net ist (Material and Process, Bd. 2, S.1636-1637 (1989)). Um
die Produktivität beim Ionenplattieren zu steigern, muß ein
Schichtmaterial mit hoher Geschwindigkeit verdampft werden,
und als Heizeinrichtung für das Material wird vorteilhaft ein
Hochleistungs-Elektronenstrahlerzeuger verwendet. Bei der
Ionisation des mit hoher Rate verdampften Materials treten
jedoch bei einem großen Ionisationsverhältnis technische
Schwierigkeiten auf. Bisher ist noch kein industriell anwend
bares Verfahren für Breitbandstahl entwickelt worden.
Bei der Bildung einer Keramikschicht mit einem Ionenplat
tierverfahren wird ein Metallmaterial, das ein Hauptbestand
teil einer Keramik ist, aufgeheizt, verdampft und ionisiert.
Gleichzeitig treten die Metallionen in Reaktion mit einem
Reaktionsgas, das während der Ionisierung gleichzeitig zuge
führt wird, um eine Keramikschicht auf einem Substrat zu bil
den. Von den Ionenplattierverfahren ist ein HCD- bzw. Hohl
kathodenentladungs-Verfahren verfügbar, um gleichzeitig eine
Materialverdampfung und Ionisation durch Anwendung einer
Plasmakanone durchzuführen. Dieses Verfahren wird als reak
tives Ionenplattierverfahren angewandt, weil es ein großes
Ionisierungsverhältnis hat. Da jedoch die Abscheidungsrate
bei diesem Verfahren in der Größenordnung von 1/10 am/min
liegt, sind die meisten in der Praxis gebauten Systeme
kleine, diskontinuierlich arbeitende Systeme. Ein wirtschaft
licher Nachteil stellt sich automatisch ein, wenn dieses
Verfahren in einer kontinuierlichen Bearbeitungsanlage für
Bandgut angewandt wird.
Die geprüfte JP-Patentanmeldung 57-57 553 schlägt ein Verfah
ren vor, bei dem ein Elektronenstrahlerzeuger als Heizein
richtung verwendet und eine positive Elektrode nahe einem
Tiegel angeordnet wird, um das Ionisierungsverhältnis und die
Schichtgüte zu verbessern. Da jedoch bei diesem Verfahren der
Ausstoß während der Schichtbildung mit hoher Rate instabil
wird, wird das Verfahren nur bei kleinen diskontinuierlich
arbeitenden Systemen angewandt. Es ist daher schwierig, ein
großflächiges Bandgut mit hoher Rate unter Anwendung eines
breiten Tiegels einer Ionenplattierung zu unterziehen.
Die nichtgeprüfte JP-Patentanmeldung 57-1 55 369 schlägt ein
Verfahren vor, bei dem Dampfteilchen von einer über einem
Tiegel positionierten Haube gebündelt und von einer positiven
Elektrode und einem Heizfaden, die in einem oberen Teil der
Haube angeordnet sind, ionisiert werden. Bei diesem Verfahren
kann auch bei hoher Verdampfungsgeschwindigkeit ein stabiler
Ausstoß erhalten werden. Allerdings ist die Lebensdauer des
Fadens kurz, und das Verfahren ist in einer kontinuierlich
arbeitenden Vorrichtung in der Praxis nicht anwendbar.
Wie Fig. 5 schematisch zeigt, schlägt die US-PS 48 28 872
(DE 36 27 151 A1) ein Verfahren vor, bei dem ein Tiegel 3
vollständig von einer Innenkammer 6 mit einer oberen Öffnung
8 überdeckt ist und ein Dampfstrom aus der Öffnung von einer
über der Öffnung 8 liegenden positiven Elektrode 9 ionisiert
wird. Bei diesem Verfahren wird auch bei hoher Verdampfungs
geschwindigkeit ein stabiler Ausstoß erreicht, und die Vor
richtung von Fig. 5 ist für Langzeitbetrieb geeignet. Da je
doch der Abstand zwischen der Elektrode 9 über der Innenkam
mer 6 und dem Tiegel 3 groß ist, können von einem Verdamp
fungsmaterial 4 erzeugte Thermoelektronen nicht ausreichend
beschleunigt werden. Daher ist das Ionisierungsverhältnis der
Dampfteilchen nicht groß genug. Insbesondere wird das Ioni
sierungsverhältnis während der Hochgeschwindigkeits-Ver
dampfung weitgehend verringert.
Die Erfinder haben ausführliche Untersuchungen zu den vorge
nannten Problemen durchgeführt. Dabei wurde eine Vorrichtung
entwickelt, bei der eine haubenartige Elektrode angeordnet
ist, deren Funktion es ist, einen Dampfstrom über einem Tie
gel zu bündeln, wenn ein Verdampfungsmaterial im Tiegel von
einem Elektronenstrahlerzeuger aufzuheizen und zu verdampfen
und von einer positiven Elektrode zu ionisieren ist, wodurch
der Ausstoß stabilisiert und das Ionisierungsverhältnis auch
bei hoher Verdampfungsgeschwindigkeit mit einer einfachen
Konstruktion vergrößert wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Ionenplat
tierverfahrens und einer dafür geeigneten Vorrichtung, wobei
eine einfache Konstruktion verwendet wird, um in Großproduk
tion ein Bandgut und insbesondere ein Breitband in stabiler
Weise mit hoher Abscheidungsgeschwindigkeit und einem großen
Ionisierungsverhältnis ionenplattieren zu können, so daß auf
dem durchlaufenden Band Metall-, Legierungs- und Keramik
schichten hoher Güte erzeugt werden.
Gemäß der Erfindung wird ein Ionenplattierverfahren für ein
bewegtes Band angegeben, das folgende Schritte aufweist:
Richten eines Elektronenstrahls auf wenigstens ein Material, um das Material auf zuheizen und zu verdampfen und dadurch einen Dampfstrom des Materials zu erzeugen; Bündeln des Dampfstroms des Materials mit einer haubenartigen Elektrode; Anlegen einer positiven Spannung an die haubenartige Elek trode, um Thermoelektronen aus dem Material anzuziehen und sie zu veranlassen, den Dampfstrom zu ionisieren; und Ab scheiden des gebündelten und ionisierten Dampfstroms auf dem Band. Ferner wird, wenn auf dem Band eine Keramikschicht ge bildet werden soll, ein Reaktionsgas im Inneren der Elektrode zugeführt, und das in die Elektrode strömende Reaktionsgas wird gemeinsam mit dem Dampfstrom ionisiert, um dadurch das resultierende Verbundmaterial auf dem Band als Keramikschicht abzuscheiden.
Richten eines Elektronenstrahls auf wenigstens ein Material, um das Material auf zuheizen und zu verdampfen und dadurch einen Dampfstrom des Materials zu erzeugen; Bündeln des Dampfstroms des Materials mit einer haubenartigen Elektrode; Anlegen einer positiven Spannung an die haubenartige Elek trode, um Thermoelektronen aus dem Material anzuziehen und sie zu veranlassen, den Dampfstrom zu ionisieren; und Ab scheiden des gebündelten und ionisierten Dampfstroms auf dem Band. Ferner wird, wenn auf dem Band eine Keramikschicht ge bildet werden soll, ein Reaktionsgas im Inneren der Elektrode zugeführt, und das in die Elektrode strömende Reaktionsgas wird gemeinsam mit dem Dampfstrom ionisiert, um dadurch das resultierende Verbundmaterial auf dem Band als Keramikschicht abzuscheiden.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Ionenplattiervorrichtung
angegeben, die folgendes aufweist:
eine Vakuumkammer zum Durchführen eines Bands, die auf einer Unterdruckatmosphäre gehalten wird und einen Einlaß und einen Auslaß hat, durch die ein mit einer Ionenplattierung zu ver sehendes Band in der Unterdruckkammer bewegt wird;
einen unter dem Band in der Vakuumkammer angeordneten Tiegel zur Aufnahme eines Ionenplattiermaterials;
eine Bestrahlungseinrichtung zum Richten eines Elektronen strahls auf das Material, um das Material auf zuheizen und zu verdampfen;
eine Elektrode, die über dem Tiegel und unter dem Band in der Vakuumkammer angeordnet ist und haubenartige Gestalt hat, um einen oberen Teil des Tiegels zu überdecken, wobei die Elek trode eine an einem unteren Teil der Elektrode gebildete Öffnung hat, um das aufgeheizte und verdampfte Material auf zunehmen, und eine an einem oberen Teil der Elektrode gebil dete Öffnung hat, um das aufgeheizte und verdampfte Material in Richtung zu dem Band auszuleiten; und
eine Gleichstromquelle, die einen mit der Elektrode verbunde ne positiven Anschluß und einen mit dem Tiegel verbundenen negativen Anschluß hat. Die Vorrichtung zum Bilden einer Keramikschicht auf einem Band hat außerdem einen Einlaß zur Aufnahme eines Reaktionsgases.
eine Vakuumkammer zum Durchführen eines Bands, die auf einer Unterdruckatmosphäre gehalten wird und einen Einlaß und einen Auslaß hat, durch die ein mit einer Ionenplattierung zu ver sehendes Band in der Unterdruckkammer bewegt wird;
einen unter dem Band in der Vakuumkammer angeordneten Tiegel zur Aufnahme eines Ionenplattiermaterials;
eine Bestrahlungseinrichtung zum Richten eines Elektronen strahls auf das Material, um das Material auf zuheizen und zu verdampfen;
eine Elektrode, die über dem Tiegel und unter dem Band in der Vakuumkammer angeordnet ist und haubenartige Gestalt hat, um einen oberen Teil des Tiegels zu überdecken, wobei die Elek trode eine an einem unteren Teil der Elektrode gebildete Öffnung hat, um das aufgeheizte und verdampfte Material auf zunehmen, und eine an einem oberen Teil der Elektrode gebil dete Öffnung hat, um das aufgeheizte und verdampfte Material in Richtung zu dem Band auszuleiten; und
eine Gleichstromquelle, die einen mit der Elektrode verbunde ne positiven Anschluß und einen mit dem Tiegel verbundenen negativen Anschluß hat. Die Vorrichtung zum Bilden einer Keramikschicht auf einem Band hat außerdem einen Einlaß zur Aufnahme eines Reaktionsgases.
Da gemäß der Erfindung die haubenartige Elektrode über dem
Tiegel liegt, kann eine Streuung des Dampfstroms verhindert
werden. Insbesondere können Dampfstörungen, die durch einen
Oberflächenzustand des Verdampfungsmaterials bei der Hochge
schwindigkeitsverdampfung bewirkt werden, unterdrückt werden,
so daß der Ausstoß stabilisierbar ist. Auch wenn ferner der
Dampfdruck an der Oberfläche des Verdampfungsmaterials wäh
rend der Hochgeschwindigkeitsverdampfung stark ansteigt und
die mittlere freie Weglänge der an der Oberfläche des Ver
dampfungsmaterials erzeugten Thermoelektronen kurz wird,
können die Thermoelektronen ausreichend beschleunigt werden,
um ein großes Ionisationsverhältnis aufrechtzuerhalten, weil
ein Ende der Elektrode nahe dem Tiegel angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die bei liegenden
Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ionenplattier
vorrichtung gemäß Beispiel 1 der Erfindung;
Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den Ab
scheidungsraten und Ionisierungsverhältnissen bei
Verwendung der Vorrichtung von Beispiel 1 und einer
konventionellen Vorrichtung des Vergleichsbeispiels
zeigt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ionenplat
tiervorrichtung gemäß Beispiel 2 der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ionenplattier
vorrichtung gemäß Beispiel 3 der Erfindung; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer bekannten
Vorrichtung gemäß US-PS 48 28 872
(DE 36 27 151 A1).
Nachstehend wird das in Fig. 1 gezeigte Beispiel beschrieben.
Die gezeigte Ionenplattiervorrichtung dient dem kontinu
ierlichen Ionenplattieren eines bewegten Bands 11. Beispiele
für ein bevorzugtes Band 11 sind kohlenstoffarmer Bandstahl,
rostfreier Bandstahl, magnetischer Bandstahl, dünnes Fe-Ni-
Legierungsblech, dünnes Al-Blech und dünnes Ti-Blech. Wenn
die Vorrichtung einen entsprechenden Kühlmechanismus auf
weist, kann sie in Verbindung mit einer Polymerfolie oder
dergleichen verwendet werden. Das Material des mit der Vor
richtung zu bearbeitenden Bands ist daher nicht auf ein
bestimmtes Material beschränkt. Die Vorrichtung hat eine
Vakuumkammer 1, um darin eine Vakuumatmosphäre zu unter
halten. Die Vakuumkammer 1 hat einen Einlaß 14 und einen
Auslaß 15 in ihrem oberen Teil. Das Band 11 wird durch die
Vakuumkammer 1 bewegt. Der Einlaß 14 und der Auslaß 15 weisen
Vakuumdichtungen 14a und 15a auf, um während des Durchlaufs
des Bands 11 ein Vakuum aufrechtzuerhalten. Die Vakuumdich
tungen 14a und 15a brauchen nicht vorgesehen zu werden, wenn
der Druck in einem an die Vakuumkammer angrenzenden Vakuum
raum nahezu gleich dem in der Vakuumkammer 1 ist. Über der
Vakuumkammer 1 ist ein Evakuierungssystem 2 angeordnet, um
ein die Ionenplattierung ermöglichendes Vakuum im Bereich von
1 Pa bis 1×10-3 Pa zu unterhalten. Ein Tiegel 3 liegt im
unteren Teil der Vakuumkammer 1, und im Tiegel 3 befindet
sich ein zu verdampfendes Material 4. Die Breite des Tiegels
3 ist gleich oder größer als die Breite des Bands 11. Bei
spiele des bevorzugten Verdampfungsmaterials sind Ni, Co, Fe,
Ti, Zr, Ta, V und Hf. Weitere bevorzugte Verdampfungsmate
rialien sind Cr, Mn und dergleichen. Ein Elektronenstrahl
erzeuger 12 ist an einer Seite der Vakuumkammer 1 angeordnet.
Ein vom Elektronenstrahlerzeuger ausgehender Elektronenstrahl
7 wird von einem Magnetfeldgenerator 20 abgelenkt, und der
abgelenkte Elektronenstrahl trifft auf die Oberfläche des
Verdampfungsmaterials 4 auf. Eine haubenartige Elektrode 9
ist zwischen dem Tiegel 3 und dem Band 11 angeordnet. Der
untere Teil der Elektrode 9 ist zum Tiegel 3 hin offen. Die
haubenartige Elektrode 9 ist zu ihrem oberen Teil hin konisch
verjüngt. Der obere Teil hat eine Öffnung 8, die dem Band 11
zugewandt ist. Die Breite der Öffnung 8 ist gleich oder grö
ßer als die Breite des Bands 11. In dem Seitenteil der Elek
trode 9 ist eine Öffnung 16 gebildet, so daß der Elektronen
strahl die Öffnung 16 durchsetzt. Das Material der Elektrode
9 ist bevorzugt Kupfer mit einem Wasserkühlungsmechanismus,
so daß sie der vom Tiegel 3 abgestrahlten und der während der
Ionisierung erzeugten Wärme standhalten kann. Die seitliche
Öffnung 16, durch die der Elektronenstrahl geht, ist nicht
wesentlich. Wenn der Elektronenstrahl 7 durch einen Zwischen
raum zwischen der Elektrode 9 und dem Tiegel 3 auf das Ver
dampfungsmaterial 4 auftrifft, kann die seitliche Öffnung 16
entfallen. Der positive Anschluß einer Gleichstromquelle 13
ist mit der Elektrode 9 verbunden, und der negative Anschluß
der Gleichstromquelle 13 ist mit dem Tiegel 3 verbunden.
Bei dieser Vorrichtung tritt der Elektronenstrahl 7 aus dem
Elektronenstrahlerzeuger 13 aus und wird von dem Magnetfeld
generator 20 abgelenkt. Der abgelenkte Elektronenstrahl 7
trifft auf den Tiegel 3, der am unteren zentralen Teil der
Vakuumkammer 1 liegt, um das Verdampfungsmaterial 4 auf zu
heizen und zu verdampfen. Die Ausgangsleistung des Elektro
nenstrahlerzeugers 12 ist beispielsweise 40-600 kW. Der
Dampfstrom dieses Materials wird in die haubenartige Elektro
de 9 gebündelt. An die Elektrode 9 wird eine positive Span
nung angelegt, und der Dampfstrom wird von Thermoelektronen,
die aus dem Verdämpfungsmaterial 4 erzeugt werden, ionisiert.
Die an die Elektrode 9 angelegte Spannung liegt beispiels
weise zwischen 15 und 100 V. Der ionisierte Metalldampf wird
von der Elektrode 9 gebündelt und auf dem oben laufenden Band
11 durch die obere Öffnung 8 der Elektrode 9 abgeschieden,
wodurch auf dem Band 11 eine Metallschicht gebildet wird.
Wenn zu diesem Zeitpunkt das Band 11 mit einer negativen
Spannung beaufschlagt ist, werden die ionisierten Dampfteil
chen zum Band 11 hin beschleunigt, so daß das Haftvermögen
der Schicht erhöht und die Formbarkeit verbessert werden. Die
an das Band 11 angelegte Spannung liegt bevorzugt im Bereich
von -50 bis -1000 V.
Da bei dieser Vorrichtung die haubenartige Elektrode 9 über
dem Tiegel 3 angeordnet ist, wird eine Streuung des Dampf
stroms verhindert. Insbesondere kann eine durch einen Ober
flächenzustand des Verdampfungsmaterials bewirkte Dampfstö
rung während der Hochgeschwindigkeitsverdampfung unterdrückt
werden, so daß der Ausstoß stabilisiert werden kann. Da fer
ner die Elektrode 9 selbst die Funktion einer Haube hat, kann
die Konstruktion vereinfacht sein, um über einen langen
Zeitraum für Stabilität zu sorgen. Da ein Ende der hauben
artigen Elektrode nahe dem Tiegel liegt, können die Elek
tronen auch bei einer kürzeren mittleren freien Weglänge von
an der Oberfläche des Verdampfungsmaterials erzeugten Ther
moelektronen beschleunigt werden, wodurch ein großes Ionisie
rungsverhältnis aufrechterhalten wird.
Das Diagramm von Fig. 2 zeigt eine Beziehung zwischen den Ab
scheidungsraten und den Ionisationsverhältnissen bei Verwen
dung der Vorrichtung nach Fig. 1 bzw. der Vorrichtung nach
Fig. 5. In diesem Fall war das Verdampfungsmaterial Ti, und
die Ausgangsleistung des Elektronenstrahlerzeugers wurde zu
dem Bereich von 40-150 kW geändert. Die an die Elektrode an
gelegte Spannung lag im Bereich von +30 bis +50 V. Die Ioni
sationsverhältnisse wurden nach Maßgabe der Werte von Strö
men, die durch die Substrate flossen, berechnet. Aus Fig. 2
ist ersichtlich, daß bei einer Erhöhung der Abscheidungsrate
das Ionisationsverhältnis bei dem konventionellen Verfahren
abrupt verringert wird. Dagegen kann bei der Erfindung ein
größeres Ionisationsverhältnis als bei dem konventionellen
Verfahren auch bei einer hohen Abscheidungsrate aufrecht
erhalten werden.
Die Ionenplattiervorrichtung von Fig. 3 entspricht im Prinzip
derjenigen von Fig. 1 mit der folgenden Ausnahme: In einem
unteren Teil im Inneren der Vakuumkammer 1 sind wenigstens
zwei Tiegel 3a und 3b in Bewegungsrichtung eines Bands 11
fluchtend angeordnet. Zu verdampfende Materialien 4a und 4b,
die Bestandteile einer durch Ionenplattieren zu bildenden
Legierungsschicht sind, sind in den Tiegeln 3a und 3b ent
halten. Beispiele der geeigneten Verdampfungsmaterialien 4a
und 4b sind Ti, Hf, Ta, W, V, Zr, Ni, Co, Fe, Cr, Al, Mn und
Zn. Von diesen Materialien ist als das Verdampfungsmaterial
ein hochschmelzendes Metall geeignet, bei dem während des
Aufheizens und Verdampfens eine große Zahl von Thermoelektro
nen erzeugt werden. Die Verdampfungsmaterialien sind aber
nicht auf die genannten Materialien beschränkt. Je nach einer
gewünschten Legierung kann ein Verbundmaterial (z. B. ein
Nitrid, Oxid oder Carbid) mit Ausnahme von Metallen einge
setzt werden. Die Breite jedes Tiegels 3a und 3b ist gleich
oder größer als die Breite des Bands 11.
Ein Elektronenstrahlerzeuger 12 ist an einer Seite der Va
kuumkammer 1 angeordnet. Ein Elektronenstrahl 7 wird von
einem Ablenkmagnetfeld, das von einem Magnetfeldgenerator 20
erzeugt wird, zu den Tiegeln abgelenkt. Der abgelenkte Elek
tronenstrahl wird abwechselnd auf die Oberflächen der Ver
dampfungsmaterialien 4a und 4b gerichtet. Der Elektronen
strahlerzeuger ist bevorzugt ein Pierce-Strahlerzeuger, wenn
der Elektronenstrahl auf eine Mehrzahl von Tiegeln gerichtet
wird. Zwei oder mehr Elektronenstrahlerzeuger, die nicht auf
Pierce-Strahlerzeuger beschränkt sein müssen, können ver
wendet werden.
Eine haubenartige Elektrode 9 ist zwischen den Tiegeln 3a und
3b und dem Band 11 angeordnet. Die Elektrode 9 hat von der
unteren Öffnung bis zu ihrem oberen Teil gleichen Quer
schnitt. Die Elektrode 9 hat eine seitliche Öffnung 16, durch
die der Elektronenstrahl 7 geht, und eine obere Öffnung 8.
Die seitliche Öffnung 16 für den Durchtritt des Elektronen
strahls 7 ist nicht unbedingt notwendig. Beispielsweise kann
diese Öffnung entfallen, wenn der Elektronenstrahl 7 durch
einen Zwischenraum, der zwischen der Elektrode 9 und den
Tiegeln 3a und 3b gebildet ist, in abwechselnder Folge auf
die Verdampfungsmaterialien 4a und 4b gerichtet wird. Die
Breite der oberen Öffnung 8 ist gleich oder größer als die
Breite des Bands 11. Der positive Anschluß einer Gleich
stromquelle 13 ist mit der Elektrode 9 verbunden, und der
negative Anschluß der Gleichstromquelle 13 ist mit den Tie
geln 3a und 3b verbunden. Außerdem sind die beiden Tiegel 3a
und 3b geerdet.
Bei dieser Vorrichtung wird der Elektronenstrahl 7 von dem
Elektronenstrahlerzeuger 12 abwechselnd auf die Verdampfungs
materialien 4a und 4b in den Tiegeln 3a und 3b, die in der
Vakuumkammer 1 angeordnet sind, gerichtet, um die Verdamp
fungsmaterialien 4a und 4b gleichzeitig zu verdampfen. Ein
optimaler Abtastmodus wird so eingestellt, daß die Schicht
dickenverteilung in Breitenrichtung des Bands vergleichmäßigt
wird und gleichzeitig die resultierende Schicht eine ge
wünschte Zusammensetzung hat. Der Elektronenstrahl 7 wird in
diesem Abtastmodus abgestrahlt. Die von den Verdampfungs
materialien 4a und 4b erzeugten Thermoelektronen werden von
der Elektrode 9, an die die positive Spannung angelegt ist,
beschleunigt und treffen auf die Dampfteilchen auf, um sie zu
ionisieren. Zu diesem Zeitpunkt hat das Magnetfeld zum Ablen
ken des Elektronenstrahls die Auswirkung, die Wahrscheinlich
keit eines Bombardements zwischen den Thermoelektronen und
den Dampfteilchen dadurch zu erhöhen, daß die Thermoelektro
nen eingefangen werden, wodurch die Ionisierung beschleunigt
wird. Die ionisierten Materialdämpfe werden von der hau
benartigen Elektrode 9 gebündelt und in einer Gasphase ver
mischt, und auf dem Band 11 wird ein Legierungsdampf 30
abgeschieden. Dadurch wird auf dem Band 11 eine Legierungs
schicht gebildet. Zu diesem Zeitpunkt wird an das Band 11
eine negative Spannung angelegt gehalten, um das Haftvermögen
der Schicht zu steigern und die Formbarkeit zu verbessern,
weil die ionisierten Dampfteilchen zum Band 11 hin beschleu
nigt werden. Beispiele der Legierung der auf dem Band gebil
deten Legierungsschicht sind bevorzugt Ti-Cr, Ti-Ni, Ti-Al,
Co-Cr und Zn-Mg. Diese Legierungen haben bei dem konven
tionellen Verfahren schlechtes Haftvermögen und schlechte
Formbarkeit.
Da bei dieser Vorrichtung die haubenartige Elektrode 9 über
den Tiegeln 3a und 3b angeordnet ist, kann eine Streuung des
Dampfstroms verhindert werden. Insbesondere kann eine Dampf
störung, die durch einen Oberflächenzustand des Verdampfungs
materials während der Hochgeschwindigkeitsverdampfung bewirkt
wird, unterdrückt werden, so daß der Ausstoß stabilisierbar
ist. Da ferner die Elektrode 9 selbst als Haube wirkt, kann
die Konstruktion vereinfacht werden und über einen langen
Zeitraum für Stabilität sorgen. Da ein Ende der haubenartigen
Elektrode nahe dem Tiegel liegt, können die Elektronen auch
bei einer kürzeren mittleren freien Weglänge der von der
Oberfläche des Verdampfungsmaterials erzeugten Thermoelek
tronen ausreichend beschleunigt werden, so daß eine hohe
Ionisierungsrate aufrechterhalten wird.
Nachstehend wird ein Vergleich zwischen den Ionenplattie
rungs-Ergebnissen beschrieben, die bei der Herstellung einer
Legierungsschicht mit der Vorrichtung nach Fig. 3 und mit
einer Vergleichsvorrichtung (Fig. 5) mit zwei Tiegeln an
stelle eines Tiegels erhalten wurden. Dabei wurde als das
Band rostfreier Bandstahl verwendet, und die Verdampfungs
materialien waren Ti und Cr. Die Bestrahlungsdauern des auf
Ti und Cr auftreffenden Elektronenstrahls wurden nach Maßgabe
einer Beziehung mit Legierungszusammensetzungen eines vorher
durchgeführten Experiments bestimmt. Die an die Elektrode 9
angelegte Spannung wurde mit +50 V eingestellt. Das Ionisie
rungsverhältnis wurde nach Maßgabe der Abscheidungsrate und
des Stroms, der beim Ionenplattieren durch ein Band fließt,
berechnet. Eine Spannung von -100 V wurde an das Band an
gelegt.
Das Ionenplattieren wurde mit einer Ausgangsleistung des
Elektronenstrahlerzeugers von 80 kW in der Vorrichtung nach
der Erfindung ausgeführt, die Abscheidungsrate war 8 µm/min,
und das Ionisierungsverhältnis war 35%. Zu diesem Zeitpunkt
war die Abscheidungsrate der Vergleichsvorrichtung nahezu
gleich derjenigen der Vorrichtung nach der Erfindung. Aller
dings war das Ionisierungsverhältnis der Vergleichsvorrich
tung 8%.
Beim Ionenplattieren mit einer Ausgangsleistung des Elektro
nenstrahlerzeugers von 150 kW war die Abscheidungsrate der
Vorrichtung nach der Erfindung 20 µm/min und das Ionisie
rungsverhältnis 28%. Dagegen nahm das Ionisierungsverhältnis
der Vergleichsvorrichtung auf 3% ab.
Die Testergebnisse hinsichtlich Haftvermögen und Formbarkeit
von Legierungsschichten und die Testergebnisse von mittels
Abscheidung im Vakuum gebildeten Schichten sind in der Ta
belle 1 zusammengefaßt. Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich,
daß die Legierungsschichten, die durch Ionenplattierung mit
der Vorrichtung nach der Erfindung gebildet wurden, auch bei
hoher Abscheidungsrate größere Ionisierungsverhältnisse sowie
höheres Haftvermögen und bessere Formbarkeit als diejenigen
der Vergleichsbeispiele haben.
In Beispiel 2 sind zwei Tiegel nebeneinander angeordnet. Es
können aber auch drei oder mehr Tiegel einander benachbart
angeordnet sein.
Eine Ionenplattiervorrichtung von Fig. 4 wird zur Bildung
einer Keramikschicht auf der Oberfläche eines Bands verwen
det. Ein Verdampfungsmaterial 4 in einem Tiegel 3 ist einer
der Bestandteile, die eine Keramikschicht bilden, und ist
beispielsweise Ti, Hf, Ta, W, V, Zr, Ni, Co, Fe, Cr, Al, Mn,
Mg oder Zn. Von diesen Materialien ist als Verdampfungs
material ein hochschmelzendes Metall geeignet, in dem während
des Aufheizens und Verdampfens eine große Zahl von Thermo
elektronen erzeugt wird. Die Verdampfungsmaterialien sind
aber nicht auf die angegebenen Materialien beschränkt. Eine
Verbindung (z. B. ein Nitrid, Oxid oder Carbid) mit Ausnahme
von Metallen kann je nach der gewünschten Legierung einge
setzt werden. Die Zahl der Tiegel ist nicht auf einen be
schränkt. Eine Vielzahl von Tiegeln kann aneinandergrenzend
angeordnet sein, und verschiedene Materialien können gleich
zeitig verdampft werden, um eine Keramikschicht zu bilden,
die zwei oder mehr metallische Bestandteile enthält. Die
Breite des Tiegels 3 ist bevorzugt gleich oder größer als die
des Bands.
An einer Seite einer Vakuumkammer 1 ist ein Elektronenstrahl
erzeuger 12 angeordnet. Ein Elektronenstrahl 7 wird von einem
Ablenkmagnetfeld, das von einem Magnetfeldgenerator 20 er
zeugt wird, in Richtung zum Tiegel abgelenkt. Der abgelenkte
Elektronenstrahl trifft auf die Oberfläche des Verdampfungs
materials 4 auf. Der Elektronenstrahlerzeuger 12 ist be
vorzugt ein Pierce-Strahlerzeuger, der auch dann stabil
betrieben werden kann, wenn der Druck in der Vakuumkammer 1
bei Zuführung eines Reaktionsgases ansteigt.
Zwischen dem Tiegel 3 und dem Band 11 ist eine haubenartige
Elektrode 9 angeordnet. Diese Konstruktion entspricht im
Prinzip derjenigen von Fig. 1. Die gleichen Bezugszeichen wie
in Fig. 1 bezeichnen gleiche Teile in Fig. 4, die nicht noch
mals erläutert werden. Es ist zu beachten, daß diese Elek
trode 9 Einlässe 17a und 17b aufweist, die in ihrer Seite und
ihrem oberen Teil gebildet sind, um ein Reaktionsgas 18 auf
zunehmen, so daß das Reaktionsgas 18 dem inneren und oberen
Teil der haubenartigen Elektrode 9 zugeführt wird. Das ferne
Ende jedes Gaseinlasses 17a und 17b hat einen metallischen
Drosselmechanismus. Erforderlichenfalls ist eine Wasserkühl
einrichtung vorgesehen. Gasleitungen bis zu den Gaseinlässen
bestehen aus einem Isolierstoff. Das aus den Gaseinlässen 17a
und 17b zugeführte Reaktionsgas 18 enthält wenigstens einen
Bestandteil, der eine gewünschte Keramik bildet. Beispiele
für diesen Bestandteil sind etwa N2, O2, CH4, C2H2, H2, und
jedes Gas kann entsprechend der gewünschten Keramikschicht
bestimmt werden. Die Zahl der Bestandteile ist nicht auf
einen beschränkt. Zwei oder mehr Gase können miteinander
vermischt werden, um eine zusammengesetzte Verbindung zu
erhalten, um beispielsweise eine Carbonitridschicht herzu
stellen.
Bei dieser Vorrichtung trifft der Elektronenstrahl 7 aus dem
Elektronenstrahlerzeuger 12 auf das Verdampfungsmaterial 4
auf, das in dem Tiegel 3 in der Vakuumkammer 1 enthalten ist,
um das Verdampfungsmaterial 4 zu verdampfen. Ein optimaler
Abtastmodus des Elektronenstrahls 7 ist so festgelegt, daß
die Schichtdickenverteilung in Breitenrichtung des Bands
vergleichmäßigt wird. Der Elektronenstrahl 7 wird in diesem
Abtastmodus abgestrahlt. Von dem Verdampfungsmaterial 4 er
zeugte Thermoelektronen werden von der Elektrode 9, an die
eine positive Spannung angelegt ist, beschleunigt und bombar
dieren die Dampfteilchen und das Reaktionsgas, um sie zu
ionisieren. Zu diesem Zeitpunkt hat das Magnetfeld zum Ablen
ken des Elektronenstrahls die Auswirkung, die Wahrschein
lichkeit eines Bombardements zwischen den Thermoelektronen,
den Dampfteilchen und dem Reaktionsgas zu erhöhen, indem die
Thermoelektronen eingefangen werden und dadurch die Ionisie
rung beschleunigt wird. Der ionisierte Materialdampf und das
ionisierte Reaktionsgas werden von der haubenartigen Elek
trode 9 gebündelt und miteinander zu einer Verbindung umge
setzt. Diese Verbindung wird auf dem Band 11 abgeschieden. Zu
diesem Zeitpunkt wird das Band 11 unter einer negativen Span
nung gehalten, um die ionisierten Dampfteilchen und das ioni
sierte Reaktionsgas in Richtung zum Band 11 zu beschleunigen,
um dadurch die Reaktion zu beschleunigen, das Haftvermögen zu
steigern und die Formbarkeit zu verbessern. Auf diese Weise
wird auf dem Band 11 eine Verbundschicht wie etwa eine Kera
mikschicht gebildet. Beispiele für die gebildete Keramik
schicht sind bevorzugt TiN, TiC, CrN, TiAlN, TiCrN und TiCN.
Da bei dieser Vorrichtung die haubenartige Elektrode 9 über
dem Tiegel 3 angeordnet ist, kann eine Streuung des Dampf
stroms verhindert werden. Insbesondere kann eine Dampfstörung
aufgrund eines Oberflächenzustands des Verdampfungsmaterials
während der Hochgeschwindigkeitsverdampfung unterdrückt
werden, so daß der Ausstoß stabilisiert wird. Da ferner ein
Ende der haubenartigen Elektrode nahe dem Tiegel liegt, kön
nen der Dampfdruck und der Druck des Reaktionsgases an der
Oberfläche des Verdampfungsmaterials während der Hochge
schwindigkeitsabscheidung erhöht werden, so daß die Elektro
nen ausreichend beschleunigt werden können, und die Reaktion
zwischen den Dampfteilchen und dem Reaktionsgas kann selbst
bei einer kürzeren mittleren freien Weglänge der Thermoelek
tronen, die von dem Dampfmaterial erzeugt werden, und der
reflektierten Elektronen des Elektronenstrahls beschleunigt
werden.
Ein Vergleich zwischen dem Ergebnis der Ionenplattierung
einer Verbundschicht, die unter Anwendung der Vorrichtung von
Fig. 4 erhalten wurde, und einer Verbundschicht, die mit
einer Vergleichsvorrichtung (Fig. 5), in der zusätzlich
Reaktionsgaseinlässe gebildet worden waren, erhalten wurde,
wird nachstehend beschrieben. Als das Band wurde ein rost
freier Bandstahl verwendet, Ti wurde als Verdampfungsmaterial
eingesetzt, und als Reaktionsgas wurde N2 eingesetzt. Eine
Spannung von +50 V wurde an die Elektrode 9 angelegt, und das
Band wurde mit einer Spannung von -100 V beaufschlagt.
Beim Ionenplattieren mit einer Ausgangsleistung des Strahl
erzeugers von 120 kW und einem Elektrodenstrom von 1250 A in
der Vorrichtung nach Fig. 4 wurde mit einer Abscheidungsrate
von 9 um/min eine Goldschicht, deren Farbe für TiN spezifisch
war, gebildet. Während der Abscheidung über einen Zeitraum
von 3 h trat kein anomaler Ausstoß auf, und der Ausstoß war
stabil. Die resultierende Schicht hatte eine dichte Struktur
mit glatter Oberfläche, was durch REM-Beobachtung festge
stellt wurde. Das Haftvermögen der Schicht bei einem Ritztest
war 7 kgf, und die Vickers-Härte war 2200 kg/mm2.
Dagegen war bei der Schichtbildung unter Anwendung der Ver
gleichsvorrichtung mit der gleichen Abscheidungsrate der
maximale Elektrodenstrom 750 A, und die Farbe der resultie
renden Schicht war dunkelbraun. Bei der REM-Beobachtung hatte
die Schicht eine brüchige Struktur mit rauher Oberfläche. Das
Haftvermögen der Schicht bei einem Ritztest war 3,5 kgf, und
die Vickers-Härte war 850 kg/mm2. Diese Schicht war derjeni
gen von Beispiel 3 unterlegen.
Claims (31)
1. Ionenplattierverfahren für ein Band (1),
gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
- - Richten eines Elektronenstrahls auf ein Ionenplattier material (4), um es aufzuheizen und zu verdampfen und dadurch einen Dampfstrom des Ionenplattiermaterials (4) zu erzeugen;
- - Bündeln des Dampfstroms des Ionenplattiermaterials (4) mit einer haubenartigen Elektrode (9);
- - Anlegen einer positiven Spannung an die haubenartige Elek trode (9), um aus dem ionenplattiermaterial Thermoelektronen anzuziehen und damit den Dampfstrom zu ionisieren; und
- - Abscheiden des gebündelten und ionisierten Dampfstroms auf einer Oberfläche des Bands (11).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt
wird, deren Vakuum in einen Bereich von 1 Pa bis 1×10-3 Pa
fällt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an die haubenartige Elektrode (9) angelegte Spannung
in einen Bereich von +15 bis +100 V fällt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Band (11) mit einer Spannung beaufschlagt wird, die
in einen Bereich von -50 bis -1000 V fällt.
5. Ionenplattiervorrichtung,
gekennzeichnet durch
- - eine Vakuumkammer (1) zum Durchleiten eines Bands (11), die in einer Vakuumatmosphäre gehalten ist und einen Einlaß (14) und einen Auslaß (15) hat, durch die das zu beschichtende Band in der Vakuumkammer (1) läuft;
- - einen Tiegel (3), der unter dem Band (11) in der Vakuumkam mer (1) angeordnet ist, um ein Ionenplattiermaterial (4) auf zunehmen;
- - eine Strahlerzeugungseinrichtung (12), um einen Elektronen strahl auf das Material zu richten, um es auf zuheizen und zu verdampfen;
- - eine Elektrode (9), die über dem Tiegel (3) und unter dem Band (11) in der Vakuumkammer (1) angeordnet ist und eine haubenartige Gestalt hat, um einen oberen Teil des Tiegels zu überdecken, wobei die Elektrode (9) eine an einem unteren Teil gebildete Öffnung (8) zur Aufnahme des aufgeheizten und verdampften Materials (4) und eine an einem oberen Teil ge bildete Öffnung zum Ausstoßen des aufgeheizten und verdampf ten Materials (4) in Richtung des Bands hat; und
- - eine Gleichstromquelle (13), deren positiver Anschluß mit der Elektrode (9) und deren negativer Anschluß mit dem Tiegel (3) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einlaß (14) und der Auslaß (15) der Vakuumkammer (1)
hermetisch dicht sind, so daß ein Innenraum der Vakuumkammer
(1) während des Durchlaufs des Bands in einer Vakuumatmo
sphäre gehalten ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tiegel (3) eine Breite hat, die nicht geringer als
die Breite des Bands (11) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlerzeugungseinrichtung (12) an einem Seitenteil
der Vakuumkammer (1) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrode (9) eine Gestalt hat, die von einem durch
messergroßen unteren Teil, der dem Tiegel zugewandt ist,
unter konischer Verjüngung zu einem oberen Teil verläuft.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch
einen Magnetfeldgenerator (20), um den Elektronenstrahl zu
dem Tiegel zu reflektieren.
11. Verfahren zum Aufbringen einer Legierungsschicht durch
Ionenplattieren auf ein bewegtes Band (11),
gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
- - Richten eines Elektronenstrahls auf wenigstens zwei ver schiedene Ionenplattiermaterialien (4a, 4b), um sie auf zuheizen und zu verdampfen und somit Dampfströme dieser Ionenplattiermaterialien zu erzeugen, wobei die beiden ver schiedenen Ionenplattiermaterialien Bestandteile der Legie rungsschicht sind;
- - Bündeln des Dampfstroms der Ionenplattiermaterialien mit tels einer haubenartigen Elektrode (9);
- - Anlegen einer positiven Spannung an die haubenartige Elek trode (9), um gleichzeitig Dampfteilchen der wenigstens zwei Ionenplattiermaterialien zu erzeugen und sie zu ionisieren; und
- - Abscheiden der gebündelten und ionisierten Dampfteilchen auf einer Oberfläche des Bands (11) unter Bildung der Legie rungsschicht auf dem Band.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt
wird, deren Vakuum in einen Bereich von 1 Pa bis 1×10-3 Pa
fällt.
13. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an die haubenartige Elektrode (9) angelegte Spannung
in einen Bereich von +15 bis +100 V fällt.
14. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Band (11) mit einer Spannung beaufschlagt wird, die
in einen Bereich von -50 bis -1000 V fällt.
15. Ionenplattiervorrichtung,
gekennzeichnet durch
- - eine Vakuumkammer (1) zum Durchleiten eines Bands (11), die in einer Vakuumatmosphäre gehalten ist und einen Einlaß (14) und einen Auslaß (15) hat, durch die das zu beschichtende Band in der Vakuumkammer (1) läuft;
- - wenigstens zwei Tiegel (3a, 3b), die unter dem Band in der Vakuumkammer liegen, um Ionenplattiermaterialien aufzunehmen, wobei die Ionenplattiermaterialien Bestandteile einer auf dem Band zu bildenden Legierungsschicht sind;
- - eine Strahlerzeugungseinrichtung (12) zum Richten eines Elektronenstrahls auf die Materialien, um sie aufzuheizen und zu verdampfen;
- - eine Elektrode (9), die über den Tiegeln und unter dem Band in der Vakuumkammer angeordnet ist und haubenartige Gestalt hat, um obere Teile der Tiegel zu überdecken, wobei die Elek trode eine an einem unteren Teil gebildete Öffnung (8) zur Aufnahme der aufgeheizten und verdampften Materialien und eine an einem oberen Teil gebildete Öffnung zum Ausstoß der aufgeheizten und verdampften Materialien in Richtung des Bands (11) hat; und
- - eine Gleichstromquelle (13), deren positiver Anschluß mit der Elektrode (9) und deren negativer Anschluß mit den Tie geln (3a, 3b) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vakuumkammer (1) in einer Vakuumatmosphäre auf einem
Vakuum im Bereich von 1 Pa bis 1×10-3 Pa gehalten ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einlaß (14) und der Auslaß (15) der Vakuumkammer (1)
hermetisch dicht sind, so daß ein Innenraum der Vakuumkammer
(1) in einer Vakuumatmosphäre gehalten ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Tiegel (3a, 3b) eine Breite hat, die nicht geringer
als diejenige des Bands (11) ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlerzeugungseinrichtung (12) an einem Seitenteil
der Vakuumkammer angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrode (9) eine Gestalt hat, die von einem durch
messergroßen unteren Teil, der den Tiegeln (3a, 3b) zugewandt
ist, unter konischer Verjüngung zu einem oberen Teil ver
läuft.
21. Vorrichtung nach Anspruch 15,
gekennzeichnet durch
einen Magnetfeldgenerator (20) zum Ablenken des Elektronen
strahls zu den Tiegeln.
22. Verfahren zum Ionenplattieren eines bewegten Bands mit
einer Keramikschicht,
gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
- - Richten eines Elektronenstrahls auf ein Ionenplattier material (4), um es aufzuheizen und zu verdampfen und somit Dampfteilchen des Ionenplattiermaterials zu erzeugen;
- - Bündeln der Dampfteilchen des Ionenplattiermaterials mit einer haubenartigen Elektrode (9);
- - Zuführen eines Reaktionsgases in die haubenartige Elektrode (9);
- - Anlegen einer positiven Spannung an die haubenartige Elek trode (9), um die Dampfteilchen und das Reaktionsgas zu ioni sieren; und
- - Abscheiden der ionisierten Dampfteilchen und des ionisier ten Reaktionsgases auf dem Band unter Bilden einer Keramik schicht auf dem Band.
23. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt
wird, deren Vakuum in einen Bereich von 1 Pa bis 1×10-3 Pa
fällt.
24. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an die haubenartige Elektrode (9) angelegte Spannung
in einen Bereich von +15 bis +100 V fällt.
25. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Band (11) mit einer Spannung beaufschlagt wird, die
in einen Bereich von -50 bis -1000 V fällt.
26. Ionenplattiervorrichtung,
gekennzeichnet durch
- - eine Vakuumkammer (1) zum Durchleiten eines Bands (11), die in einer Vakuumatmosphäre gehalten ist und einen Einlaß (14) und einen Auslaß (15) hat, durch die das zu beschichtende Band (11) in der Vakuumkammer (11) läuft;
- - einen Tiegel (3), der unter dem Band in der Vakuumkammer angeordnet ist, um Ionenplattiermaterialien (4a, 4b) auf zu nehmen, die Bestandteile einer auf dem Band (11) zu bildenden Keramikschicht sind;
- - eine Strahlerzeugungseinrichtung (12) zum Richten eines Elektronenstrahls auf die Materialien, um sie aufzuheizen und zu verdampfen;
- - eine Elektrode (9), die über dem Tiegel und unter dem Band in der Vakuumkammer (1) angeordnet ist und eine haubenartige Gestalt hat, um obere Teile des Tiegels (3) zu überdecken, wobei die Elektrode (9) eine an einem unteren Teil gebildete Öffnung (8) zur Aufnahme der aufgeheizten und verdampften Materialien und eine an einem oberen Teil gebildete Öffnung zum Ausstoß der aufgeheizten und verdampften Materialien in Richtung des Bands hat, und wobei die Elektrode einen Reak tionsgaseinlaß für ein Reaktionsgas hat; und
- - eine Gleichstromquelle (13), deren positiver Anschluß mit der Elektrode (9) und deren negativer Anschluß mit dem Tiegel verbunden ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vakuumkammer in einer Vakuumatmosphäre gehalten ist,
deren Vakuum in einen Bereich von 1 Pa bis 1×10-3 Pa fällt.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einlaß (14) und der Auslaß (15) der Vakuumkammer (1)
hermetisch dicht sind, so daß ein Innenraum der Vakuumkammer
(1) in einer Vakuumatmosphäre gehalten ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tiegel (3) eine Breite hat, die nicht geringer als
diejenige des Bands (11) ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlerzeugungseinrichtung (12) an einem Seitenteil
der Vakuumkammer (1) angeordnet ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 26,
gekennzeichnet durch
einen Magnetfeldgenerator (20) zum Ablenken des Elektronen
strahls zu dem Tiegel (3).
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