PL205317B1

PL205317B1 - Method for the fabrication of an evaporator for vaporization of chemically active metals

Info

Publication number: PL205317B1
Application number: PL373632A
Authority: PL
Inventors: Konstanty Marszałek; Jacek Jaworski; Marta Marszałek; Anatolij Czarnous; Walerij Tokman
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2010-04-30
Also published as: PL373632A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania parownika do parowania metali chemicznie aktywnych, wykorzystywanego do naparowywania powłok metalicznych na różne podłoża w warunkach wysokiej próżni, zwłaszcza powłok z metali o wysokiej temperaturze topnienia.The subject of the invention is a method of making an evaporator for the evaporation of chemically active metals, used for the vaporization of metallic coatings on various substrates under high vacuum conditions, in particular coatings made of metals with a high melting point.

Znany sposób wykonania parownika do parowania metali aktywnych chemicznie polega na wykonaniu znanym sposobem metalowego parownika w kształcie łódki z metali wysokotopliwych takich jak wolfram, molibden, tytan lub wanad, a następnie pokrywaniu jego wewnętrznej powierzchni obojętną chemicznie warstwą ochronną o grubości co najmniej 2 μm z tlenku aluminium o temperaturze topnienia 2072°C, którą nanosi się metodą naparowywania reaktywnego albo reaktywnego rozpylania jonowego. We wnętrzu otrzymanego parownika umieszczany jest metal aktywny chemicznie, przykładowo aluminium, przeznaczony do naparowywania powłoki na danym podłożu w warunkach wysokiej próżni.A known method of making an evaporator for the evaporation of chemically active metals consists in making a metal boat-shaped evaporator from high-melting metals such as tungsten, molybdenum, titanium or vanadium, and then covering its inner surface with a chemically inert protective layer at least 2 μm thick with an oxide aluminum with a melting point of 2072 ° C, which is applied by reactive vapor deposition or reactive sputtering. Inside the obtained evaporator, a chemically active metal, for example aluminum, is placed, intended to vaporize the coating on a given substrate under high vacuum conditions.

Niedogodnością znanego rozwiązania jest to, że temperatura topnienia stosowanej warstwy ochronnej parownika nie jest wystarczająco wysoka do parowania materiałów o wysokiej temperaturze topnienia.A disadvantage of the known solution is that the melting point of the protective evaporator layer used is not high enough to vaporize the high melting point materials.

Sposób, według wynalazku, polegający na wykonaniu znanym sposobem metalowego parownika w kształcie łódki z metali o wysokiej temperaturze topnienia, a następnie pokryciu jego powierzchni obojętną chemicznie warstwą ochronną co najmniej 2 um z wykorzystaniem prądu elektrycznego charakteryzuje się tym, że na powierzchnię wewnętrzną parownika uprzednio wykonanego znanym sposobem korzystnie z molibdenu nanosi się metodą elektrycznego wyładowania łukowego za pomocą parownika łukowego obojętną chemicznie warstwę ochronną stanowiącą znany azotek tytanu TiN. Proces nanoszenia warstwy ochronnej prowadzi się do czasu uzyskania warstwy o znanej grubości równej co najmniej 2 um.The method according to the invention, consisting in making a boat-shaped metal evaporator from metals with a high melting point, and then covering its surface with a chemically inert protective layer of at least 2 µm with the use of electric current, characterized in that the internal surface of the evaporator is previously made In the known method, preferably molybdenum is applied by electric arc discharge with an arc evaporator, a chemically inert protective layer consisting of the known titanium nitride TiN. The protective layer application process is carried out until a layer with a known thickness of at least 2 µm is obtained.

Zaletą rozwiązania, według wynalazku, jest jego prostota. Ponadto umożliwia ono otrzymywanie parowników do parowania metali zwłaszcza o wysokiej temperaturze topnienia o powłoce ochronnej obojętnej chemicznie i odznaczającej się dużą twardością oraz wysoką temperaturą topnienia, co wpływa na zmniejszenie awaryjności urządzeń do nanoszenia powłok na różne podłoża.The advantage of the solution according to the invention is its simplicity. Moreover, it makes it possible to obtain metal evaporators, especially with a high melting point, with a chemically inert protective coating, characterized by high hardness and high melting point, which reduces the failure rate of devices for applying coatings to various substrates.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania. Sposób, według wynalazku, polega na tym, że w znany sposób mechanicznie wykonuje się parownik w kształcie łódki z molibdenu, a następnie pokrywa się jego wewnętrzną powierzchnię obojętną chemicznie warstwą ochronną w postaci znanego azotku tytanu TiN. Nanoszenie powłoki ochronnej realizuje się metodą elektrycznego wyładowania łukowego za pomocą parownika łukowego, do którego katody w postaci pręta tytanowego Ti doprowadza się prąd o natężeniu 100 A i napięciu +30 V, a do parownika pokrywanego warstwą ochronną doprowadza się potencjał -200 V. Wyładowanie łukowe prowadzi się w atmosferze azotu N. W tych warunkach powstaje azotek tytanu TiN, który pokrywa powierzchnię parownika warstwą ochronną. Proces prowadzi się do czasu uzyskania warstwy ochronnej o żądanej grubości równej lub większej niż 2 um.The subject of the invention is presented in an exemplary embodiment. The method according to the invention consists in mechanically producing a molybdenum boat-shaped evaporator and then covering its inner surface with a chemically inert protective layer in the form of the known titanium nitride TiN. The protective coating is applied by electric arc discharge with the use of an arc evaporator, to which the cathode in the form of a Ti titanium rod is supplied with a current of 100 A and a voltage of +30 V, and a potential of -200 V is applied to the evaporator covered with a protective layer. carried out under nitrogen N atmosphere. Under these conditions, TiN titanium nitride is formed, which covers the evaporator surface with a protective layer. The process is carried out until the protective layer is obtained with the desired thickness equal to or greater than 2 µm.

Claims

A method of making an evaporator for the evaporation of chemically active metals, which consists in making a boat-shaped metal evaporator from metals with a high melting point, and then covering its surface with a chemically inert protective layer with a thickness of at least 2 µm using an electric current, characterized in that the inner surface of the evaporator previously made by a known method, preferably of molybdenum, is applied by electric arc discharge with the use of an electric arc evaporator, a chemically inert protective layer consisting of the known titanium nitride TiN, the process of applying the protective layer is carried out until a layer with a known thickness equal to at least 2 um.

Publishing Department of the Polish Patent Office