DE6606618U - EVAPORATION SOURCE FOR THE PRECIPITATION OF METALS FROM THE VACUUM - Google Patents
EVAPORATION SOURCE FOR THE PRECIPITATION OF METALS FROM THE VACUUMInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/26—Vacuum evaporation by resistance or inductive heating of the source
Description
*-8.8.68* -8.8.68
D-8 MÖNCHEN 60D-8 MONKS 60
SYLVAN][A BtECTRIC PRODUCTS IHC. Wilmington* Delaware V« St* v* AmerikaSYLVAN] [A BtECTRIC PRODUCTS IHC. Wilmington * Delaware V «St * v * America
Verdawpfungsquelle für den Niederschlag Yüä Ketäiiön aüS dem VäkuuräEvaporation source for the precipitation Yüä Ketäiiön from the Väkuurä
Prioritäten« 10· August I967 Vereinigte Staaten von Amerika US-Serial Numbexe 659 777 und 659 747Priorities «August 10, 1967 United States of America US Serial Numbexe 659 777 and 659 747
Ea wird eine rerbeesert· Verdampfungequelle zum Niederschlagen Toa Metallen *ue d«m Vakuum beschrieben, die «in Widerstands-Heizelement aus miteinander verschachtelten Wendeln aus hooh= schmelzendem Metalldraht aufweist. Ein längliches, hitzebeständiges (refäas mit einem Hohlraum zur Aufnahme des zu verdampfen= den Metalls wird vom Heizelement getragen und beheizto Es be= findet sioh ein· Sperre zwischen dem Hohlraum und dem Heizer, um überfliessendee flüssiges Metall daran zu hindern, mit dem Heizer in Berührung zu kommen«Ea is turned over to a source of evaporation for precipitation Toa Metallen * ue d «m vacuum described, the« in resistance heating element from interleaved coils from hooh = having melting metal wire. An elongated, heat-resistant (refäas with a cavity to accommodate the to evaporate = the metal is carried and heated by the heating element there is a barrier between the cavity and the heater, to prevent overflowing liquid metal from getting with the To come into contact with the heater "
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Die Erfindung betrifft Verdampfungsgefässe zur Verwendung bei der Beschichtung von Gegenständen mit Metallen, wobei dae Metall unter Vakuum auf seine Verdampfungstemperatur erhitzt wird uiad dan'ci auf dem zu beschichtenden Gegenstand niedergeschlagen wird, und insbesondere ein solches 7erdampfungsgefäsB, das die su verdampfende rietailcharge ent-=· hält, das Heizelement jedoch nicht selbst bildeteThe invention relates to evaporation vessels for use When coating objects with metals, the metal is reduced to its evaporation temperature under vacuum uiad dan'ci is heated on the object to be coated is precipitated, and in particular such an evaporation vessel, which entails the steaming rietail charge below. holds, but the heating element did not form itself
Es sind bereits elektrisch leitende, hitzebeotgndige Heizelemente dazu verwendet worden, Metalle, wie Aluminium, Silber, Kadmium und dergleichen, stm verdampfen, sie litten jedoch unter •ehr starke? Korrosion durch die flüssigen, «u verdampfenden Metalle, oder unter thermischen Sprüngen durch die hohen Betriebstemperaturen. Darüber hinaus konnte das Heiaäement imElectrically conductive, heat-related heating elements have already been used to heat metals such as aluminum, silver, Cadmium and the like evaporate, but they suffered • really strong? Corrosion from the liquid, evaporating Metals, or under thermal cracks due to the high operating temperatures. In addition, the Heiaäement in
Spannungen auf das feste Element kamen, wenn die Enden fest eingeklemmt und nickt in vollständig flexible Befestigungs« pfosten eingeklemmt waren· Elemente dieser Art wurden aus Graphit, Titanborid, Titankarbid und dergleichen hergestellteTensions on the solid element came when the ends were clamped tightly and nods in completely flexible attachment « Posts were jammed · Elements of this type have been made from graphite, titanium boride, titanium carbide, and the like
£β sind auch Verdampfungsheizer aus hochschmelzendem'Draht allein hergestellt worden, beispielsweise Wolfram, HolyMän und Tantal,£ β are also evaporative heaters made of high-melting wire alone manufactured, for example tungsten, HolyMän and tantalum,
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■ie hatten jedoch im allgemeinen eine kurze lebensdauer Korrosion von flüssigem Hetall, wie Aluminium, das verdampft■ however, they generally had a short lifespan Corrosion of liquid metal, such as aluminum, that evaporates
5 wurdeο5 was o
Zusammenfassung der Erfindungt. Summary of the Invention t.
f| Erfindungsgemäse wird eine läin^lebige Verdampfungsquelle ver°f | According to the invention, a regular evaporation source is used
I fügbar gemacht, die im wesentlichen widerstandefähig gegen KorrosionI made joinable that were essentially resistant to corrosion
I durch das au verdampfende flüssige Metall ist und Sprüngen nichtI am through the au liquid metal evaporating and not cracking
I unterworfen ist, die auf das Element ausgeübt werden, wenn dessenI shall be subjected to that exerted on the item if its
I Enden in den elektrischen Anschluss herstellenden Befestigungs-I ends in the fastening to establish the electrical connection
I pfosten eingeklemmt werden. Es wird ein längliches Verdampfungs=I post jammed. It becomes an elongated evaporation =
I gefäss verwendet, das einen Hoilraum aufweist, der das zu ver~I used a vessel that has a cavity that can be used
I dampfende Metall enthält, und liesee Gefäss wird aus einemI contains steaming metal, and liesee is made from a vessel
p hitzebeständigen Material hergestellt, das gegen das Netall beip made of heat-resistant material that against the netall
I dessen Verdampfungstemperaturea korrosionsfest ist» Das SefässI whose evaporation temperaturea is corrosion-resistant »Das Sefäss
I wird mit einem neuartigen Widerstandsheizer getragen und beheizt,I is carried and heated with a new type of resistance heater,
I der aus einem Hetz aus ineinanler geschachtelten Wendeln ausI from a rush of nested coils
p hochschmelzendem Metall besteht? Sie Enden des Heizers ragenp is made of refractory metal? You stick out ends of the heater
I über die Enden des Gefässes hinaus und sind mit den Haltepfosten I over the ends of the vessel and are with the retaining posts
■ einer Yakuunniederschlagsvorrisbtung verbunden und«rden von■ connected to a yakuun precipitation plan and from
diesem getragen, und der Heizer wird durch durch ihn fliessenden elektrischen Strom beheizt„this is borne, and the stoker is flowing through it electric current heated "
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!Die Flexibilität der HetRkonsi;rukt,ion erlaubt es dem Heizer, Spannungen aufzunehmen, die si.oh aus der thermischen Dehnung ergeben oder von kleinen Fehlnusrich'fcungen der Haltepfosten» an | die die Enden geklemmt werden, ohne daß der Heizer beschädigt wird. Darüber hinaus werden dr.ese Spannungen nicht auf das Verdampf ungsgefäss übertragen, weil keine starke Verbindung zwischen den Gefäss und dem Heizer vorlianden ist. Sie Lebensdauer der Yerdampfungsquell· wird also dadurch verlängert, daß die Fehlerquelle, wie Metallkorrosion d«is Gefäsaeo oder Klemmspannungen herabgesetzt werdeno The flexibility of the HetRkon; rukt, ion allows the heater to absorb stresses that result from the thermal expansion or from small misalignments of the support posts the ends are clamped without damaging the heater. In addition, these tensions are not transferred to the evaporation vessel because there is no strong connection between the vessel and the heater. You life Yerdampfungsquell · is thus extended by the fact that the source of error, such as metal corrosion d "is Gefäsaeo or terminal voltages are reduced o
Ein weiterer Torteil der erfiadungsgem&sßen Verdampfungsquelle ist die Gleiohfürmigkeit des slektrisohen Widerstandes, der hauptsächlich vom Aufbau des Heiznetzes abhängt. Das kann bei halbautomatisch kontrollierten Massenproduktionseinrichtungen wichtig sein,Another part of the gate of the evaporation source according to the invention is the uniformity of the electrical resistance, which mainly depends on the structure of the heating network. This can be important in semi-automatically controlled mass production facilities,
! wo es erwünscht ist, im wesentlichen konstante HoizerotrÖme und! where desired, substantially constant Hoizer currents and
ausgewechselt werden» Das ist nicht möglieb mit den alektrlooh leitenden, hitzebestäiadigen Elementen, die bisher vdrwendst wurden, weil deren Widerstand von Element zu Element beträchtlich verschieden ist.be exchanged »That is not possible with the alektrlooh conductive, heat-resistant elements that were previously used, because their resistance differs considerably from element to element.
Auch der Heizer selbst ist der Korrosion duroh das Metall ausgesetzt, wie bereits erwähnt wurde, und um sine Berührung des HeizorsAlso, the heater itself is exposed to corrosion through the metal, as already mentioned, and around its contact with the heater
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duroh überfliessendes flüssiges Metall zu verhindern, wird zwischen dem Hohlraum und dem Heizer eine Sperre angeordnet» Diese Sperre kann eine Schutzhülse um derl Heaser sain, oder ein Kanal oder dergleichen in der Oberfläche des Gefp^ses, mit dem das überfli&ssende Metall von den freiliegenden Enden des Heizers »eggeleitet virdo Durch eine solche Sperre wird auch die Korrosion des Heizers duroh überf Messendes Metall verhindert, so daß die Lebensdauer der erfindungsgemässen •Verdampfungsquelle noch weiter erhöht wird.to prevent overflowing liquid metal A lock is arranged between the cavity and the heater. This lock can be a protective sleeve around the heaser, or a channel or the like in the surface of the vessel, with the overflowing metal from the exposed ends of the heater »egleitung virdo Through such a lock the corrosion of the heater is also prevented by the metal overfing it, so that the service life of the inventive • The evaporation source is increased even further.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen:The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing will; show it:
Figo 1 eine perspektivische Aofsicht auf eine Ketallverdampfungsquelle nach dar Erfindung;Fig. 1 is a perspective view of a ketallic evaporation source according to the invention;
Figo 2 perspektivisch das Heizelement„ dessen Mittelteil nur schematisch angedeutet ist;Fig. 2 shows the heating element “only its central part is indicated schematically;
Figo 5 die Netsikonstruktion dos Heizelementes;Figo 5 shows the Netsikonstruktion dos heating element;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausfüh.'ungsi'orn! einer erfindungsgemäsiten Verdampf ungsquelle;4 shows a perspective view of a second embodiment. an inventive evaporation source;
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Pig. 5 eine weitere Ausfuhruxigsform der Erfindung; undPig. 5 shows a further embodiment of the invention; and
Pig. 6 die einzelnen Komponenten der Ausführungsform nach Fig. 5.Pig. 6 the individual components of the embodiment according to FIG. 5.
Ein hitzebeständiges Gefsss 1 naeh der Erfindung besteht aus einem hitzebeständigen Matea-ial, das im wesentlichen widerstandsfähig gegen Zorrosi&n durch das zu verdampfende flüssige Metall ist und äush praktisch inert 'bsi Betriebst-sspsrstüras. gegen ei» Heizelement 4 ist» Ein Hohlmum 2 ist auf der Oberseite 6 des Gefässes angeordnet und dient als Behälter für das zu verdampfende Metalle Es ist erwünscht, di.e Metallcharge im Hohlraum 2 auf eine Menge zu begrenzen, die für halbkontinuierlichen Betrieb geeignet ist, ohne daß eine zu hohe Heizertemperatur benötigt wird, di« Tiefe des Hohlraums 2 ist doshalb vorzugsweise kleiner als I/3 der Tiefe des Gefässes 1- In Idealfall ist- der Hohlraum 2 sittig auf der Oberfläche 6 angeordnet, um die thermischen Spanmangen auf ein Minimum herabzusetzen, die sich aus einer ungleichen Wanddicke um den Hohlraum 2 herum ergeben können. Ein Heizerabteil 3 ist im unteren Teü. des Gefässes 1 in dessen Langerichtung angeordnet und hat geeignete Abmessungen, so daß ein Netzheizer 4 in dieses eingesetzt werden kann. Zum optimalen Wärmeübergang vom Heizer 4 zum Gofäss 1 soll die Querschnittsfläche des Abteils 5 so kleie wie mit tücksicht darauf möglich sein, daß derA heat-resistant vessel 1 according to the invention consists of a heat-resistant material which is essentially resistant to corrosion by the liquid metal to be evaporated and which is practically inert to operational conditions. A cavity 2 is arranged on the top 6 of the vessel and serves as a container for the metal to be evaporated. It is desirable to limit the metal charge in the cavity 2 to an amount that is suitable for semi-continuous operation without the need for too high a heater temperature, the depth of the cavity 2 is therefore preferably less than 1/3 of the depth of the vessel 1- In the ideal case, the cavity 2 is arranged in a neat manner on the surface 6 in order to protect the thermal tension Reduce minimum that can result from an unequal wall thickness around the cavity 2. A heater compartment 3 is in the lower part. of the vessel 1 arranged in the longitudinal direction and has suitable dimensions so that a mains heater 4 can be used in this. For optimal heat transfer from the heater 4 to the Gofäss 1, the cross-sectional area of the compartment 5 should be as small as possible, taking into account that the
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Heizer 4 leicht eingesetzt werden kann. Vorzugsweise wird auch £as Abteil 5 im Gefäse 1 in eiuer solchen Lage angeordnets daß die Dicke der Seitenwände im wesentlichen gleich ist, um thermische Spannungen xu verringere , die sich aus ungleicher Wand= stärke im Gefäse 1 entwickeln können.Heater 4 can be used easily. Preferably, as £ compartment 5 is in Gefäse 1 arranged in such a position eiuer s that the thickness of the side walls is substantially equal to thermal stresses xu Decrease, the starch out of unequal wall in Gefäse = 1 may develop.
L^s? ^ 'hag'fcch'fc gng einzelnen miteinander verschach·= telten Wendeln» ZunSchst werder gerade Stücke aus hochschmel- »endem Draht einzeln um einen Eei?n gewickelt, wobei 3ede Windung von benachbarten Windungen entiernt ist, so daß einzelne Wendeln gebildet werden. Nach dem Entfernen des Kerna wexdsn zvei Wendeln ineinander gefädelt, eine dritie wird in die zweite gefädelt, eine vierte wird in die dritte gefädelt und das wird fortgesetzt, bis eine Matte aus ineinander gefädelten oder verschachtelten Wendeln erhalten wird. Die Matie wird dann longituiinal um einen länglichen Zapfen herum angeordnet, so daß die erste und. die ietste Wendel aneinander liegei., und es vird eine weitere Wendel durch die erste und letzte Wencel gefädelt, um die3e au vereinigen^ Bach dem Entfernen vom Zapfen »erden die ^nden vezschveisstj, van L ^ s? ^ 'hag'fcch'fc gng individual interleaved coils »First, straight pieces of high-melting wire are individually wound around an egg, with each turn being separated from adjacent turns so that individual coils are formed. After removing the kernel, two coils are threaded into each other, a third is threaded into the second, a fourth is threaded into the third and this continues until a mat of interlaced or nested spirals is obtained. The material is then arranged longitudinally around an elongated peg so that the first and. the ietste Wendel liegei together. and it vill another spiral by the first and last Wencel threaded to die3e au unite ^ Bach earth removal from the pin "the ^ ends vezschveisstj, van
die Wendelenden sicher festzulegen und eiu integrales, flexibles Heizelement zu bilden, in dem Lie einzelnen Spuler sich frei dehnen und cueammenziehen können. Torzugsweise wizd ein Stab aus dem gleichen Metall in die Endea des Heizers eingesetzt undthe helical ends to be fixed securely and an integral, flexible one Form heating element in which lie individual bobbins freely be able to stretch and pull together. In a goal wizd a staff made of the same metal inserted into the endea of the heater and
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dort voroohweisot, um die Temperatur der Binden unter die deB Körpers des Heizors im Betrieb herabzusetzen.there voroohweisot to keep the temperature of the sanitary towels below the deB Body of the heater in operation.
Der Heizer 4 wird dann bo in das Abteil 3 des Gefäßses 1 ein» gesetzt» daß im wesentlichen gleiche Mengen des Heizers 4 aus den Enden deo Gofaeees 1 hervoistehen» Der Heizer 4 passt nicht knapp in das Abteil 5» es "besteht jedoch eine ausreichende Oberfläehenberührung, um das GoffisE 1 kraftsohlüssig daran zu hindern, sich auf Grund seines eigenen Gewichtes gegenüber dem Heizer 4 allein zu bewegen*The heater 4 is then bo in the compartment 3 of the vessel 1 a » Assume "that essentially equal amounts of the heater 4 protrude from the ends of the Gofaeees 1" The heater 4 does not fit just in the compartment 5 "it", however, there is sufficient surface contact, so that the GoffisE 1 can be attached to it with force prevent yourself because of its own weight against the Heater 4 to move alone *
In Betrieb werden die Enden des Beizers 4 mit dem davon ge» tragenen Gefäss 1 an Haltepfos-en oder andere Haltseinrichtungen festgeklemmt, um elektrische Leistung dem Heizer 4 ia einer Vakuumkammer zuzuführen. In der Kammer wird dafür Vorsorge getroffen, daß der zu beschichtende Gegenntand in eine Sichtlinie mit dem Hohlraum 2 gebracht wird, so dt.Q der hiervon aufsteigende Metalldampf auf dem Gegenstand kondensiert und eich niederschlägt Eine Charge des zu verdampfenden He"allε wird in den Hohlraum 2 ein= gebracht und der Druck in der "''akuumkamiaer wird dann auf weniger als 0,001 Torr herabgesetzt,. Dom Heizer 4 wird ausreichend elektrische Leistung zugeführt. um die Ketallcharge beim Kammer=· druck auf eine Temperatur zu erhitzen, bei der das Metall mit brauchbarer Geschwindigkeit verdampft und sich auf dem GegenstandIn operation, the ends of the pickle 4 with the vessel 1 carried by it are clamped to holding posts or other holding devices in order to supply electrical power to the heater 4 in general to a vacuum chamber. In the chamber, provision is made to ensure that the object to be coated is brought into line of sight with the cavity 2 so that the metal vapor rising therefrom condenses and precipitates on the object 2 a = brought and the pressure in the "'' akuumkamiaer is then reduced to less than 0.001 Torr. Dome heater 4 is supplied with sufficient electrical power. in order to heat the ketallcharge at the chamber =
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innerhalb der Kammer niederschlägt» In einem halbkontinuierlichen Besehichtungsprizese, beispielweise wenn eine kontinuierliche Rolle aus Kunststoffolie mit Aluminium besohiohtet werden soll, wird in der Vakuumkammer dafür Vorsorge getroffen, daß die Folie kontinuierlich von einer Rolle abgewickelt werden iann, übex den Hohlraum 2 passiert und die beiohichtete Folie auf einer Spule aufgewickelt wird, während das Aluminium kontinuierlich verdampft wird. Die Qualle für Alioninius für dsn Hohlsaum 2 ist eine Spule Aluminiumdraht in dor Kammer, wobei das freie Ende des Drahtes in den Hohlraum goj'ichtet iBt» Der Draht wird mit geeigneter Seschwindigkeit von dor Spule abgehaspelt, so daß eine im wesentlichen konstante Charge geschmolzenes Aluminium im Hohlraum verbleibt, d.h. etwa nit dar Verdampfungsrate des Aluminiumsο Dem Heizer 4 wird ausreichend elektrischer Strom zugeführt, um die gewünschte VurdaiEpfungsrate zu erhalten»precipitates inside the chamber »In a semi-continuous coating process, for example if a continuous Roll made of plastic film is to be covered with aluminum, provision is made in the vacuum chamber to ensure that the film can be continuously unwound from a roll, via the Passed cavity 2 and the foil on a spool is wound while the aluminum is continuously evaporated. The jellyfish for Alioninius for hemstitch 2 is a coil of aluminum wire in the chamber, with the free end of the wire going into the cavity The speed is unreeled from the spool so that a substantially constant charge of molten aluminum is in the The cavity remains, i.e. about the same rate of evaporation of the aluminum o The heater 4 is supplied with sufficient electricity fed to get the desired Vurdai vaccination rate »
In einem speziellen Ausführung:jbexEpiel einer Verdampfungsquelle nach der Erfindung für lie halbkontinuierliche Verdampfung von Aluminium wurde e Ln Gefäse 1 aus einem massivem Block Bornitrid aiisgefrästj da 3 bei den auftretenden Temperaturen im wesentlichen resistenb gegen Wolfram und geschmolzenes Aluminium ist ο Das Gef äs 3 ha-ote eine Länge von 41 mm (1 5/8 Zoll) eine Breite von H mm (9/i6 Zoll) vni. eine Tiefe von 17,5 mn- Ü 1/16 ZoIl)0 Der Hohlraum 2 war rnittig in derIn a special embodiment: an evaporation source according to the invention for the semi-continuous evaporation of aluminum was milled into a vessel 1 from a solid block of boron nitride, since 3 at the temperatures that occur, it is essentially resistant to tungsten and molten aluminum ο the vessel 3 ha- ote a length of 41 mm (1 5/8 inch) a width of H mm (9/6 inch) vni. a depth of 17.5 mn- 1/16 inch) 0 The cavity 2 was sleek in the
= 10 =>= 10 =>
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Oberseite 6 langeordnet und war etwa 35 mn (1 5/8 Zoll) lang, ITop 6 long and was about 35 mn (1 5/8 in) long, I.
11 mm (7/ί6 JSoIl) breit und 3 mm (1/8 Zoll) tief. Das Abteil11 mm (7 / ί6 JSoIl) wide and 3 mm (1/8 in.) Deep. The compartment
5 wurde dadurch gebildet, daß ein Loch von 11 nun (7/16 Zoll) Durchmesser !längs durch das Gefäss im unteren Teil gebohrt wtsä.e9 «obei die Wandstärke s«f dsr Unterseite des Gefässeu 1,6 mm Ci/l6 Zoll) betrug» Di« Unterseite dea Gefäases war abogerundet, so daß die Wandstärke um die ganze untere Hälfte des Abteils durchgehend etwa 1,6 stm (1/16 Zoll) betrug.5 was formed in that a hole drilled along wtsä.e of 11 now (7/16 inch) diameter! Through the vessel in the lower part 9 "obei the wall thickness s' f dsr underside of 1.6 mm Gefässeu Ci / l6 inch ) was "Di" underside of the vessel was rounded down so that the wall thickness around the entire lower half of the compartment was about 1.6 stm (1/16 inch) throughout.
Der Heizer 4 bestand aus 18 miteinander verschachtelten Wolframwendeln, die dadurch hergestellt wurden, daß ein Wolframdraht von 1 mm (0,040 Zoll) Durchmesser auf einen Kern von 1,5 mm (0,060 Zoll) Durohmesser mit einer Steigung von etwa 2 1/2 Windungen pro Zentimeter (6 1/2 Windungen pro Zoll) gewickelt wurde« Kaoh Entfernen des Kerne wurde jede Wendel auf eine Länge von 100 mm (4 Zoll) getrimmt. 17 Spulen wurden dann miteinander verschachtelt, um eine Hatte zu balden, die dann um sinen zyliii» drischen Zapfen von 5f2 mm (i/iJ Zoll) Durchmesser gebracht vnard^f und die achtzehnte Vfeadel wurde durch die erste und sieczehn'» Wendel gefädelt, so daß ein zylindrisches Netz von 100 um (4 ZoI.) Länge mit einem Aussendurchmesser von etwa 10 mm (! 5/32 Z>11) entstände Nach Abnehmen vom Zapfen wurde ein Wolframstab 5 von etwa 5,2 mm (Ι/β Zoll) Durchmesser und 25 mm (1 Zoll) Länge inThe heater 4 consisted of 18 interleaved tungsten filaments made by placing a 1 mm (0.040 inch) diameter tungsten wire on a 1.5 mm (0.060 inch) diameter core with a pitch of about 2 1/2 turns each 6 1/2 turns per inch. "Kaoh removing the core, each coil was trimmed to a length of 100 mm (4 inches). 17 coils were then interleaved with one another to balden a Had the-cylindrical then to sinen zyliii "pin of 5 f 2 mm (i / iJ inch) diameter brought vnard ^ f and the eighteenth Vfeadel was by the first and sieczehn '' Wendel threaded so that a cylindrical network of 100 µm (4 inches) in length with an outside diameter of about 10 mm (! 5/32 Z> 11) was created. β in) diameter and 25 mm (1 in) length in
= 11 == 11 =
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jedes Ende dee Heisere 4 eingesetzt und die Enden des Heiser» 4 wurden Heliare-verechveisst, üb die Stäbe und Wendeln sit« einander su verbinden. Auf den WoIframetab 5 kann unter TJm= ständen aaoh. versiebtet Werden«each end of the hoarse 4 inserted and the ends of the hoarse » 4 Heliare were forgotten, over the rods and coils sit « connect each other su. On WoIframetab 5, TJm = would be aaoh. to be sieved "
H^t Ssissr 4 V£r£s ^g*??? so in das Abteil 5 deH Q«£fiseea 1 eingesetzt« daß etva 30 mm (1 3/16 Zoll) on jedem Ende des Gef&sses 1 hervorstandent. itaa Verdampfungeelement wurde dann in eine Vakuumniedersohlagskamiaer montiert und etva 25 mm (1 Zoll) jedes Enden des Heisere 4 vurde mit wasseigelriihlten, kupfernen, hal"bateifen Haltcpfoaten verklemmte Innerhalb der TakuumkaBunor befand sieh eine Einrichtung, mit der kontinuierlich Aluainiumdraht dem Hohlraum 2 zugeführt «erden konmte» Der Druck in der Kamner vurde auf veniger als 0,001 Torr herab» gesetzt» und an die Haltepfosten vurde Wechselspannung gelegt« Im «ingeschwungenen Zustand standen 8 ToIt am Heizer nnd es H ^ t Ssissr 4 V £ r £ s ^ g * ??? used as in the compartment 5 de H Q «£ fiseea 1" that etva 30 mm (1 3/16 inches) on each end of the vascular & sses 1 produced stan dent. Itaa evaporation element was then mounted in a vacuum depressurization chamber and approximately 25 mm (1 inch) of each end of the hoarse 4 was clamped with water-sealed, copper, half-battery support pads. Inside the TakuumkaBunor was a device by which the aluminum wire was continuously fed into the cavity "The pressure in the chamber was" reduced "to less than 0.001 Torr and AC voltage was applied to the support posts
flössen etwa 500 Ampere durch diesen. Die Temperatur des I βίο sers betrug etwa 1B00 C, die Temperattiir des Gefässes etwaabout 500 amps flowed through it. The temperature of the I βίο It was about 150 ° C, the temperature of the vessel about
1400 C, und das Aluminium wurde mit einer Rate von 4 g pxo1400 C, and the aluminum was at a rate of 4 g pxo
Während des Anlaufens, bei dom die Lieferrate des Aluminiums an die Yerdampfungsrate angepasst wird, kann der Hohlraum 2During the start-up, at dom the delivery rate of the aluminum is adapted to the evaporation rate, the cavity 2
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, wenn, se viel Ältuaiaisea angeliefertif a lot of old age has been delivered
das gesohieht, kann übsrfliessendes Setall aui-t dem Heizer im Berührung koaaen und diesen korrodieren.Having seen that, overflowing setall can flow to the heater in the Koaaen touch and corrode it.
angeordnet, di· allgemein quer über die Längsabmessung des Ge» fässes 1 reichen, jedooh einen Abstand rost Hohlraum 2 und dem Ende des Gefässes 1 haben· Die Kanäle 6 reichen wenigstens über die g&nze Oberfläche 6, können jedoch auch die Seiten dee Gefäases hinttterreiohen. Bis. Breite und Tiefe der Kanäle 8 sind normalerweise klein gegen die Gröeee des Gefäosos 1 und ihre Aufgabe "besteht darin, flüssiges Kotall, das Über den Hohlraum flieset, vom Heizer 4 weg zu leiten» Die Quersohnittsfläohe der Kenält» 8 darf jedoch nicht zu klein sein, so daß die Oberflächenspannung des flüssigen Metalls es daran hindert, unter dem Einfluss der Schwerkraft in den Kanälen 8 vom Heizer 4 veg zu flieeaen» V/enn das flüssige Metall den Hohlraum 2 tiberflutet, leiten die Kanäle 8 es ausserh&lb naoh unten zum Boden des Gefäoaee 1, wo es unschädlich abtropft, im allgemeinen auf einon Sohirn an Bodon der Niedörsohlsgekanimer.arranged, di · generally across the longitudinal dimension of the ge » Barrel 1 is enough, but a distance between the grate and cavity 2 End of the vessel 1 · The channels 6 extend at least over the entire surface 6, however, the sides of the vessel can also be rearranged. To. The width and depth of the channels 8 are usually small compared to the size of vessel 1 and theirs Task "is to get liquid feces that over the cavity flows away from the heater 4 »Die Quersohnittsfläohe der Kält »8 must not be too small, however, so that the surface tension of the liquid metal prevents it from flowing under the influence of gravity in the channels 8 from the heater 4 veg» When the liquid metal floods the cavity 2, the conduct Channels 8 it out & lb near down to the bottom of Gefäoaee 1, where it drains harmlessly, generally on a brain on Bodon the Niedörsohlsgekanimer.
Bei der Aueführungeform nach Fig. 4 i*t der Aufbau der gleloho wie in Verbindung mit ?ig. 1 erläutert, bei einem speziellen Auofüh-In the embodiment according to FIG. 4, the structure of the gleloho is like in connection with? ig. 1 explains, in a special car
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wurden jedoch andere fcasse verwendet. Pas Gefäss hatte »ine Länge von 54 mm (2 1/8 Zoll), eine Breite von 14 mn (9/16 Zoll) und eine Tiefe von 27 mm (1 1/16 Zoll). Der Hohlraum 2 var mit tig izi der Oberseite 6 angeordnet und etwa 35 mm (1 5/8 Zoll) lang, 11 am (7/16 Zoll) Dreit xa>i 582 mm (i/8 Zoll) tief. Sas Abteil 3 var ebenso aufgebaut vie das bei der Ausfühxungaform naoh Fig. to Die Kanäle 8 wurden 3S2 mm (1/8 Zoll) von jedem Ende des Gefässes 1 ringsum eingefräst und hatten eine Tiefe und Breite von 3,2 mm (i/S ZoIl)0 Sie bildeten •ine wirksama Sperre zwischen dem Hohlraum 2 und dem Heizer 4· - Mit Rücksicht auf die grössere Länge betrog die Länge des Heizers und der einzelnen Heizspulen jeweils 115 mm (4 1/2 Zoll). «-however, other funds were used. The vessel was 54 mm (2 1/8 ") long, 14 m (9/16") wide, and 27 mm (1 1/16 ") deep. The cavity 2 is arranged with var tig izi the upper side 6 and about 35 mm (1 5/8 inches) long, 11 am (7/16 inch) dreit xa> i 5 8 2 mm (i / 8 inches) deep. Sas compartment 3 also constructed var vie the NaOH in the Ausfühxungaform Fig. 8 to the channels were milled 3 S 2 mm (1/8 inch) from each end of the vessel 1 around and have a depth and width of 3.2 mm (i / S ZoIl) 0 They formed an effective barrier between cavity 2 and heater 4 - In consideration of the greater length, the length of the heater and the individual heating coils were 115 mm (4 1/2 inches) each. «-
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung geraäse Figo 5 und 6 ist die Sperre zwischen dem Hohlraum 2 und dem Heizer 4 eine längliche hitzebeständige Hülse 9. Die Hülse 9 ist um den Heizer 4 herum angeordnet und verhindert einen -'irekten Kontakt zwischen dem Heizer 4 und dem Gefäss 1» Diese Hülse 9 bestand beim dargestellten Ausfiihrungsbeispiel aus Bornitrid und hatte einen Innendurchmesser von 11 min (7/16 Zoll) und eine Wandstärke von 0,8 mm (i/32 Zoll). Das Abteil 3 hat dann einen Durchmesser etwas mehr als 13 mm (1/? Zoll) und der Durchmesser des Heizers lag etwas unter "!1 mm (7/16 Zoll). Wenn der Heizer 4 in die Hülse 9 eingesetzt war, und beide in das Abteil 3 eingesetzt wurden,In another embodiment of the invention see Figo 5 and 6, the barrier between the cavity 2 and the heater 4 is an elongated heat-resistant sleeve 9. The sleeve 9 is around the Heater 4 arranged around and prevents direct contact between the heater 4 and the vessel 1 »This sleeve 9 existed in the illustrated embodiment made of boron nitride and had an inside diameter of 11 minutes (7/16 inch) and a wall thickness 0.8 mm (i / 32 inches). The compartment 3 then has a diameter just over 13 mm (1 / ½ inch) and the diameter of the heater was slightly under "! 1 mm (7/16 in.). When the heater 4 is in the sleeve 9 was inserted, and both were inserted in compartment 3,
=» τι 4 =*= »Τι 4 = *
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standen jeweils etwa 13 mm (1/2 Zoll) der Hülse 9 *n Enden des Gefässes 1 hervor, und 25 mm (1 Zoll) Heizer 4 stand über die Enden der Hülse 9 hervor. Hit diesen hervorstehenden Enden kann der Heizer 4 wieder an die Haltepfosten angeklemmt werden. Wenn flüssiges Metall über den Hohlraum 2 und die Oberseite 6 flieset, kann sie an den Enden des Gefässes 1 auf die vorstehenden Teile der Hülse 9 fliessen. Um einen Aufbau von flüssigem Metall auf der Hülse 9 zu verhindern, das dann über die Enden auf die freiliegenden Enden des Heizers 4 fliessen könnte, sind die Oberseiten der Hülse 9 abgeschrägt öder gekrümmt, vorixigeweise konvex. Das Tietall fliesst dann nach unten und von dereach about 13 mm (1/2 inch) of the sleeve 9 protruded from the ends of the vessel 1, and 25 mm (1 inch) of heater 4 protruded from the ends of the sleeve 9. Hit these protruding ends, the heater 4 can be clamped to the support post again. When liquid metal flows over the cavity 2 and the top 6, it can flow onto the protruding parts of the sleeve 9 at the ends of the vessel 1. In order to prevent a build-up of liquid metal on the sleeve 9, which could then flow over the ends onto the exposed ends of the heater 4, the upper sides of the sleeve 9 are beveled or curved, preferably convex. The tietall then flows down and from the
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Hülse 9 ab, nicht aber an den Enden heraus«Sleeve 9 off, but not out at the ends «
Im Betrieb ist die Hülse 9 allgemein auf einer höheren Tempera= tür als das Gefäss 1, weil sie dichter am Heiser 4 liegt uad auch nicht direkt vom verdampfenden Metall gekühlt wird» Die Hülse 9 feATtiTi also manchmal heiss gencg sein, um iiberfliessendes flüssiges Metall zu verdampfen,, selbst wenn das Gefäss 1 nicht heiss feenug ist, um ein Überfluten zu verhindern*In operation, the sleeve 9 is generally at a higher temperature = door as the vessel 1, because it is closer to the Heiser 4 is uad not directly cooled by the evaporating metal "The sleeve t 9 feat iT i be gencg therefore sometimes hot to iiberfliessendes to evaporate liquid metal, even if the vessel 1 is not hot enough to prevent flooding *
Eine andere mögliche Ursache dafür, daß flüssige 3 Fete]1 mit dam Heizer 4 in Berührung konmt, liegt in der Oberflächenspannung« Weoa dae Gef&oo 1 leicht von flüssigem Metall benetzt wird, k^m sieh dae Metall ausbreiten und auf der Oberfläche des Gefäeees 1Another possible cause for having liquid 3 fete] 1 with The fact that heater 4 comes into contact is due to the surface tension « Weoa dae Gef & oo 1 is slightly wetted by liquid metal, k ^ m see the metal spread out and on the surface of the vessel 1
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kriechen» Wann beispielsweise d&s Gefäes 1 aus Graphit odercrawl »When for example d & s vessel 1 made of graphite or
die Oberfläche des Gefässes 1 und breitet sich allmählich vomthe surface of the vessel 1 and gradually spreads from the
Sperre das Flies sen des flüssigen Metalle sum freiliegenden Heiser , indem die Länge des Weges sviaehen den Heizerenden und dem Hohlraum 2 wesentlich erhöht virdoBlock the flow of the molten metals from the exposed ones Hoarse by looking the length of the way over the heater ends and the cavity 2 is significantly increased
Statt eimer durchgehenden Hülse 9 können auch zwei kürzere Hülsen aus Bornitrid verwendet werden, dl« etwa ta» den gleichen Betrag aus den Gefäas 1 hervorstehen wie die durchgehende HO. as, jedoch nicht vollständig durch das Abteil 5 hindurchreiehenoInstead of bucket continuous sleeve 9, two shorter ones can also be used Sleeves made of boron nitride are used, dl «about ta» the same Amount protruding from the vessels 1 like the continuous HO. as, but not completely through the compartment 5 o
Die beschriebenen Gefässe und Hülset, bestanden aus bornitrid, es kSnnen jedoch auch andere Werkstoffe verwendet werden,, dieThe vessels and sleeves described were made of boron nitride, however, other materials can also be used
gegen Aluminium und Wolfram resistant sinds beispielsweise Aluminiemnitrid» ^itankarbid, Zirkondiborid und ^itanborid, oder jede Kombination oder fälsohung vea diesen, w©nn Alttminiam oae dem \ resistant to aluminum and tungsten s are for example Aluminiemnitrid "^ itankarbid, zirconium diboride and ^ itanborid or any combination or fälsohung vea this, w © nn Alttminiam oa e the \ Dampf niedergeaohlagen werden soll, da alls diese Stoffe aus»Steam should be suppressed, since all these substances are made of »
] reichend korrosionsfest für die ©rfindungsgemässen Zveoke sind«] are sufficiently resistant to corrosion for the Zveoke according to the invention «
\\ Die befasse und Hülsen können auoh dadureh hergestellt werden,The deal and pods can be made auoh dadureh,
daß das hitzebeständige Pulver heia» in eine Graphitaa^risethat the heat-resistant powder rose into a graphite structure
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gepresst wird, die entspinnend geformt ist. Oder sie können duroh Kaltpreesen dos hitzebsetändigen Pulvere oder durch Gieesen eines Breies aus diesen Pulver in eine geeignete Form geformt werden woran sich ein Hochtemperatur-Sintervorgang anschliesst, um die orforderliohe Stabilität und Festigkeit zu erhaltene DarUber hinaus kann der Grundgedanke der Erfindung zum Vakuumniederschlag anderere Metalle, wie Gold, Silber, Chrom, Nickel und dergleichen verwendet werden, wenn das su verwendende hitzebeständige Material richtig lsi Hinbliok auf den Korrosionswiderstand gegen das Heizelement und das zu verdampfende Metall ausgewählt wirdo Die erwähnten Verbindungen sind beispielsweise auoh geeignet zum Verdampfen von Gold, Silber und Kupfer»is pressed, which is shaped to relax. Or they can duroh cold pressing dos with heat-resistant powder or by pouring a slurry of this powder into a suitable shape This is followed by a high-temperature sintering process in order to maintain the required stability and strength In addition, the basic idea of the invention can be applied to vacuum deposition other metals such as gold, silver, chromium, nickel and the like can be used if the heat-resistant one is to be used The correct material is selected with reference to the resistance to corrosion of the heating element and the metal to be evaporated willo The compounds mentioned are for example also suitable for vaporizing gold, silver and copper »
Es ist ferner ein zylindrischer Netzheizer beschrieben worden, andere Formen, wie beispielsweise polygonale Form, elliptische oder halbflache Querschnitte, können ebenfalls verwendet werden. Diese Formen werden dadurch hergestellt, daß die Matte aus vutwebten Wendeln auf ein entsprechend geformtes Muster aufgebracht und befestigt wird, und di<» Enden dee Heizft?.ementes zur gewünschten Form verschweiss-; werden,, Im Bereich der Erfindung liegt auch, daß das Netzhe:.zelement aus anderen Widerstanda^rt drähten aus hochschmelzendon Metallen hergestellt werden kamt, die einen Schmelzpunkt von über 20000C haben, beispielsweise Molybdän, Tantal odei1 Niobium,,A cylindrical net heater has also been described, other shapes such as polygonal shape, elliptical or semi-flat cross-sections can also be used. These shapes are made by applying the mat made of woven coils to an appropriately shaped pattern and attaching it, and welding the ends of the heating elements to the desired shape; , tantalum Odei .zelement from other Widerstanda ^ rt you came wires are made from hochschmelzendon metals having a melting point of more than 2000 0 C, for example, molybdenum, niobium ,, 1: ,, are in the scope of the invention also lies in that the Netzhe
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