PL211399B1 - Sposób i urządzenie do nanoszenia warstw z materiału sproszkowanego - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211399 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 381783 ^{(51) Int.Cl.}

C23C 24/00 (2006.01) B22F 3/087 (2006.01) B05B 7/22 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 19.02.2007 (54) Sposób i urządzenie do nanoszenia warstw z materiału sproszkowanego

	(73) Uprawniony z patentu:
	WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA,
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	Warszawa, PL
01.09.2008 BUP 18/08	(72) Twórca(y) wynalazku:
	JAN KUBICKI, Warszawa, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	MIROSŁAW KWAŚNY, Warszawa, PL
31.05.2012 WUP 05/12	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Janusz Rybiński

PL 211 399 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do nanoszenia warstw z materiału sproszkowanego.

Znane sposoby nanoszenia warstw z proszku polegają między innymi na ciągłymi wydmuchiwaniu proszku strumieniem powietrza (malowanie proszkowe), wtapianie przy pomocy wiązki laserowej podawanego proszku na pokrywanej powierzchni (stopowanie laserowe), a także nanoszenie proszku ze specjalnie przygotowanego działka przy pomocy materiału wybuchowego. Pierwsze dwa sposoby są powszechnie znane; ostatni został opisany w pracy: C. Senderowski, Z. Bojar, T. Babul, Inżynieria materiałowa 3, (2006) 528.

Do nanoszenia proszku na odpowiednią powierzchnię może być również wykorzystywana energia elektryczna. W opisie zgłoszeniowym nr SU 902844 A1 przedstawione jest urządzenie, w którym wykorzystywany jest silny podmuch gorą cego gazu z impulsowego wyładowania elektrycznego w zamkniętej komorze, przenoszący materiał proszkowy na powierzchnię podstawionego materiału.

Nanoszenie warstw z materiału proszkowego znalazło zastosowanie między innymi przy wykonywaniu półprzewodnikowych sensorów chemicznych zmieniających swoją oporność w obecności niektórych gazów. Jeden ze sposobów takiego wykonywania sensorów, wykorzystujących spiekanie proszku przyklejonego do podłoża przy pomocy odpowiedniego lepiszcza, został zastrzeżony w patencie: N. Taguchi, US Patent 3, 625, 756 (1971).

Istotą wynalazku jest wykorzystanie impulsowego wyładowania elektrycznego w materiale proszkowym do rozpylenia tego materiału i naniesienia go na przygotowane podłoże.

Wyładowanie to może być realizowane pomiędzy dwoma elektrodami zanurzonymi w rozpylanym materiale proszkowym w odległości umożliwiającej przebicie elektryczne między nimi po przyłożeniu wysokonapięciowego impulsu elektrycznego.

Elektrody wraz z proszkiem można umieścić w wyprofilowanej łódce, której kształt umożliwia skierowanie strumienia wyrzucanego materiału na podstawioną powierzchnię, zwiększając skuteczność metody.

Przedstawiony sposób można wykorzystać w urządzeniu do wykonywania warstw składającym się z dwóch elektrod, wyprofilowanej łódki, w której umieszcza się materiał sproszkowany oraz iskiernika i kondensatora. Wytworzenie impulsu wysokonapięciowego powodującego wyładowanie elektryczne rozpylające materiał sproszkowany, następuje w wyniku załączania iskiernika, powodując rozładowanie naładowanego do wysokiego napięcia kondensatora przez znajdujący się w łódce sproszkowany materiał.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunki, w którym:

Fig. 1. przedstawia sposób nanoszenia warstw z materiału sproszkowanego w wyniku przyłożenia do elektrod (1) i (2) wysokonapięciowego impulsu elektrycznego rozpylającego sproszkowany materiał (3), który pokrywa między innymi powierzchnię podstawionej płytki (4), tworząc warstwę (5), natomiast

Fig. 2. przedstawia urządzenie do wykonywania warstw z materiału sproszkowanego (3) składające się z odpowiednio wyprofilowanej łódki z materiału izolacyjnego oraz elektrod (1) i (2) do których przykładany jest wysokonapięciowy impuls elektryczny z generatora, w którym podstawowym elementem jest kondensator (7) ładowany do wysokiego napięcia przez odpowiednie oporniki i załączany poprzez iskiernik (6) do masy.

P r z y k ł a d w y k o n a n i a:

W oparciu o przedstawiony wynalazek został o zestawione stanowisko eksperymentalne do nanoszenia warstw ze sproszkowanego tlenku cyny (SnO2) w celu wykonania sensorów chemicznych.

Stanowisko składało się z układu zasilania oraz komory technologicznej. Podstawowym elementem układu zasilania był wysokonapięciowy kondensator (7), o pojemności 200 nF ładowany do napięcia 60 kV oraz iskiernik (6) załączający naładowany kondensator do masy. Otrzymany w wyniku tego wysokonapięciowy impuls elektryczny był przesyłany przy pomocy niskoindukcyjnych połączeń do komory technologicznej i podawany na jedną z cynowych elektrod (1, 2) w polietylenowej łódce wypełnionej proszkiem z tlenku cyny (3). Druga elektroda również z cyny była połączona z masą. Nad łódką w odległości h = 12 mm umieszczono płytkę kwarcową (4). Wyładowanie elektryczne w proszku spowodowało jego rozpylenie i powstanie konglomeratu fazy stałej, ciekłej i gazowej, który osiadał między innymi na podstawionej płytce kwarcowej, tworząc na niej odpowiednią warstwę. Na podstaPL 211 399 B1 wie obserwacji bezpośrednich i pod mikroskopem stwierdzono, że tak otrzymane warstwy są jednorodne. Sprawdzanie mechaniczne dowodziło, że są one w miarę dobrze zespolone.

Na podstawie wyników przeprowadzonych badań, stwierdzono, że naniesione warstwy mogą być wykorzystywana jako sensor chemiczny.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób nanoszenia warstw z materiału sproszkowanego na przygotowaną powierzchnię, znamienny tym, że w materiale sproszkowanym wytwarza się silne impulsowe wyładowanie elektryczne, rozpylające ten materiał i nanoszące go na przygotowane podłoże.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że impulsowe wyładowanie elektryczne jest realizowane pomiędzy dwoma elektrodami (1) i (2) zanurzonymi w materiale sproszkowanym w odległości umożliwiającej przebicie elektryczne między nimi po przyłożeniu wysokonapięciowego impulsu elektrycznego.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że materiał sproszkowany znajduje się w odpowiednio wyprofilowanej łódce (3) umożliwiającej skierowanie strumienia rozpylonego materiału proszkowego na napylaną powierzchnię (4).
4. 4. Urządzenie do nanoszenia warstw z materiału sproszkowanego, znamienne tym, że składa się z elektrod (1) i (2) zanurzonych w materiale proszkowym umieszczonym w wyprofilowanej łódce (3) oraz z iskiernika (6) i ładowanego do wysokiego napięcia kondensatora (7) tworzących generator wysokonapięciowych impulsów elektrycznych.