PL27418B1 - Sposób osadzania powlok z metalu lub innych materialów oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy osadzania powloki z metalu lub z innego materialu na podkla¬ dzie przez odparowywanie tego metalu lub materialu w prózni.Znane dotychczas sposoby i urzadzenia, stosowane do tego celu, posiadaja szereg wad. Wedlug jednego ze znanych sposo¬ bów odparowywany metal znajduje sie w naczyniu z metalu trudno topliwego. Po¬ jemnosc cieplna naczynia staje sie tu po¬ wodem znacznego opóznienia w dzialaniu urzadzenia, a przy tym gazy okludowane przez metal naczynia uwalniaja sie pod¬ czas pracy urzadzenia i utrudniaja utrzy¬ manie odpowiedniego niskiego cisnienia* Poza tym odparowywany metal posiada sklonnosc tworzenia stopów z metalem na¬ czynia. Wedlug innego sposobu zamiast na¬ czynia zawierajacego metal stosuje sie spi¬ rale lub drut albo tez pasek wolframu lub molibdenu pokryty warstewka odparowy¬ wanego metalu, które ogrzewa sie nastep¬ nie za pomoca elektrycznosci. Warstewka metalu, okrywajaca spirale lub drut, ule¬ ga tu najpierw stopieniu, a nastepnie do¬ piero odparowaniu. Wielka pojemnosc cieplna naczynia jest tu usunieta, jednak spirala wzglednie drut lub pasek predko sie niszcza wskutek tworzenia sie stopów; ponadto koniecznosc pokrywania tego na-rzadu za kazdym razem na nowo swieza warstwa odparowywanego metalu powodu¬ je znaczna strate czasu, Oba te sposoljy wymagaja w celu o- trzymania dobrej powloki metalowej sto¬ sowania cisnienia = 10 ~~4 mm slupa rte- ci lub mniejszego. Stwierdzono bowiem, ze przy zastosowaniu tych sposobów cisnienie musi byc tak male, aby swobodna droga a- tomów metalu byla tego samego rzedu wielkosci co odleglosc pomiedzy miej¬ scem odparowywania metalu a podkladem, na którym metal ten ma byc osadzony. Je¬ zeli swobodna droga jest mniejsza, to a- tomy odparowywanego metalu zderzaja sie ze soba oraz z zimnymi czasteczkami gazu.Wskutek zderzania sie z czasteczkami ga¬ zu atomy metalu traca swa energie kine¬ tyczna i tworza nastepnie, zderzajac sie z innymi atomami tegoz metalu, czasteczki, które tworza w wyniku powloke metalowa.Wedlug wynalazku odparowywany ma¬ terial doprowadza sie z szybkoscia nie¬ znaczna do grzejnika ogrzanego do tempe¬ ratury przewyzszajacej temperature pa¬ rowania materialu pod danym cisnieniem tak znacznie, ze material ulatnia sie, bio¬ rac praktycznie, natychmiast, gdy tylko wejdzie w zetkniecie z grzejnikiem. Jezeli material jest doprowadzany w postaci dru¬ tu lub paska, to doprowadzanie go usku¬ tecznia sie tak, aby koniec drutu lub pa¬ ska wchodzil w zetkniecie z grzejnikiem, przy czym powierzchnia zetkniecia winna byc tak niewielka w porównaniu z masa i rozmiarami grzejnika, aby ulatnianie sie metalu nastepowalo, praktycznie biorac, natychmiast po zetknieciu sie metalu z grzejnikiem. Naj dogodniej jest ogrzac grzejnik do temperatury wyzszej, nizeli temperatura parowania materialu pod za¬ stosowanym cisnieniem, jeszcze zanim ma¬ terial odparowywany doprowadzi sie do zetkniecia z grzejnikiem. Najlepiej jest, a- by gaz, którego resztki wypelniaja komore robocza, byl obojetny chemicznie wzgledem odparowywanego materialu, przy czym jest rzecza korzystna poddac go dodatko¬ wo jonizacji.Na rysunku przedstawiono kilka przy¬ kladów wykonania urzadzenia sluzacego do wykonywania sposobu wedlug wyna¬ lazku.Fig. 1 przedstawia schematycznie prze¬ krój urzadzenia do odparowywania metalu z drutu lub paska, fig. 2 — urzadzenie do odparowywania metalu posiadajacego po- staic ziarnek, fig. 3 — urzadzenie do osa¬ dzania powloki metalowej na wielkiej po¬ wierzchni. Fig. 4 i 5 przedstawiaja widok boczny oraz czolowy grzejnika.Komora prózniowa 11 jest polaczona z plyta podstawowa 13 za pomoca uszczel¬ nienia 12; komore te opróznia sie za po¬ srednictwem rury 14. Grzejnik 16, osadzo¬ ny na podpórkach 15, posiada postac pa¬ ska z trudno topliwego metalu, np. wolfra¬ mu lub molibdenu, ogrzewanego pradem elektrycznym, doprowadzanym przewoda¬ mi 17. Odparowywany metal posiada po¬ stac drutu lub paska 18, nawinietego na szpule 19 i doprowadzanego do grzejnika 16 za pomoca krazków 20. Dowolne urza¬ dzenie zasilajace 21, np. mechanizm zega¬ rowy, mozna uruchamiac i zatrzymywac za pomoca odpowiednich narzadów z ze¬ wnatrz komory prózniowej. Podklady 22 i 23, na których nalezy osadzic powloki me¬ talowe, sa podtrzymywane ramami 25 i 24.Dwie elektrody 26 i 27, polaczone ze zró¬ dlem 30 wysokiego napiecia, sluza do jo¬ nizowania resztek gazu w komorze. Sto¬ sowanie tych elektrod nie jest konieczne, daje ono jednak korzysci, jezeli rozrzedze¬ nie jest stosunkowo niewielkie. Rurka 32, zaopatrzona w zawór 31, sluzy do wpro¬ wadzania odpowiedniego gazu do wnetrza komory, jezeli komore te pragnie sie wy¬ pelnic gazem innym niz powietrze.Grzejnik 16 ogrzewa sie do temperatu¬ ry wyzszej, niz temperatura parowania metalu 18 pod danym cisnieniem. Na przy- — 2 -klad, jezeli odparowywanym metalem jest glin, cisnienie zas wynosi 10 ~3 mm slupa rteci, to grzejnik ogrzewa sie do tempera¬ tury okolo 1 500CC. Nastepnie uruchomia sie krazki 20, które doprowadzaja drut 18 do grzejnika 16; w chwili gdy drut ten do¬ tknie grzejnika, koniec drutu ulega na¬ tychmiast odparowaniu i pary metalu osia¬ daja na podkladach 22 i 23. Szybkosc do¬ prowadzania drutu winna byc dobrana w odniesieniu do kazdego metalu tak, aby byla ona wprawdzie mozliwie jak naj¬ wieksza, ale nie przekraczala z drugiej strony szybkosci odparowywania metalu stykajacego sie z grzejnikiem.Jezeli pragnie sie pokryc powloka pod¬ klady dlugie i gietkie, np. paski papieru, to nawija sie je na odpowiednie bebny, z których podklad odwija sie w miare po¬ trzeby i poddaje sie dzialaniu odparowa¬ nego metalu. Opisane wyzej urzadzenie, w którym metal jest nawiniety na szpule, na¬ daje sie dobrze w przypadku, gdy powloke metalowa nalezy osadzic na wiekszej liczbie podkladów; jezeli jednak pragnie sie odparowac jedynie nieznaczna ilosc metalu, to mozna umiescic prosty kawalek drutu lub pasek w prowadnicy 33 tak, aby spoczywal on na grzejniku 16. Zasilanie miejsca odparowywania odbywa sie wów¬ czas pod dzialaniem wlasnego ciezaru dru¬ tu lub paska, osuwajacego sie w dól w miare odparowywania go.Jezeli material odparowywany ma po¬ stac ziarnek, np. w przypadku kwarcu, to mozna zastosowac urzadzenie przedstawio¬ ne na fig. 2, na której ukazano jedynie na¬ rzad zasilajacy oraz grzejnik 38, osadzo¬ ny w podpórkach 37. Material ziarnisty jest doprowadzany ze zbiornika 34 za po¬ moca tasmy 35 do leju 36, który kieruje go ku grzejnikowi 38. Grzejnik ten posiada tu najlepiej postac litery U, aby ziarnka, od¬ skakujace ewentualnie wskutek uderzenia w dno grzejnika, natrafialy na ramiona tej¬ ze litery U, Na fig. 3 przedstawione jest urzadzenie do osadzania cienkiej powloki na duzej po¬ wierzchni, np. w celu wytworzenia zwier¬ ciadla (komora prózniowa i inne czesci u- rzadzenia nie sa przedstawione na tej fi¬ gurze). Na precie 40, polaczonym tulejami 41 ze wspornikami prowadniczymi 42, wzdluz których tuleje 41 mozna przesu¬ wac w góre i w dól, osadzony jest szereg narzadów, doprowadzajacych odparowy¬ wany drut, oraz szereg grzejników 39; w ten sposób miejsca odparowywania mozna wprowadzic w bliskie sasiedztwo wszyst¬ kich miejsc podkladów 43.Na fig. 4 i 5 przedstawiona jest inna postac wykonania grzejnika, utworzonego z cylindra 44 z siatki drucianej z trudno to- pliwego materialu; cylinder ten jest zakon¬ czony po obydwóch stronach klockami 45.Drut lub pasek 47 z metalu odparowywa¬ nego, podtrzymywany w prowadnicy 46, przechodzi przez otwór lub szczeline w cy¬ lindrze siatkowym 44 i ulega odparowa¬ niu wewnatrz samego cylindra. Taka po¬ stac grzejnika posiada te zalete, iz atomy metalu ulegaja rozdzieleniu na duza po¬ wierzchnie nie bedac chlodzone, poniewaz podczas przechodzenia przez otwory siat¬ ki doznaja one jeszcze dodatkowego o- grzewania. Zamiast siatki mozna stosowac inne równowazne jej narzady, np. klatke z drutu lub dziurkowany cylinder metalo¬ wy.W opisanym wyzej procesie ilosc meta¬ lu, odparowywana w ciagu jednostki cza¬ su, jest bardzo nieznaczna, samo zas paro¬ wanie odbywa sie w wysokiej temperatu¬ rze, tak iz powstajaca para jest przegrza¬ na i posiada mala gestosc. Samo parowanie odbywa sie w jednym miejscu (w razie za¬ stosowania paska — wzdluz odcinka linio¬ wego) , przy czym atomy biegna we wszyst¬ kich kierunkach, oddalajac sie od grzejni¬ ka tak, iz ich odleglosc wzajemna jest tym wieksza, a przeto prawdopodobienstwo ich zderzen wzajemnych tym mniejsze, im bar- — 3 ¦—-dziej oddalily sie one juz od miejsca wzglednie od odcinka liniowego, w którym wzglednie im którym nastapilo parowanie, Jezeli przeto atom natrafi na czasteczke gazu, to na ogól zachowa on po zderzeniu znaczna energie kinetyczna, dzieki swej poczatkowe) wielkiej energii kinetycznej.Prawdopodobienstwo, aby dwa atomy o malej energii kinetycznej zderzyly i zla¬ czyly sie ze soba, jest bardzo male. Dzie¬ ki temu mozna zastosowac cisnienia nie tak niskie, jak przy zastosowaniu znanych dotychczas sposobów.W przypadku stosowania wiekszej licz¬ by miejsc parowania wazna role odgrywa rozmieszczenie ich w takich odleglosciach wzajemnych, aby rozmiary kazdego z miejsc parowania mozna bylo pominac w porównaniu z tymi odleglosciami, a gestosc powstajacej pary byla bardzo niewielka.Dalsza zalete sposobu wedlug wynalaz¬ ku stanowi okolicznosc, ze jezeli odparo¬ wywany metal jest doprowadzany do ze¬ tkniecia z grzejnikiem dopiero po ogrzaniu tego grzejnika do temperatury wyzszej, nic temperatura parowania metalu, to nie twarza sie zadne stopy, w wyniku czego grzejnik jest bardziej trwaly.Resztki powietrza w komorze próznio¬ wej mozna zastapic gazem obojetnym che¬ micznie, np. wodorem; jezeli przy tym gaz podda sie dodatkowo jonizacji za pomoca elektrod 26, 27, to mozna stosowac jeszcze mniejszy stopien rozrzedzenia powietrza. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób osadzania powlok z metalu lub innych materialów przez odparowywa¬ nie osadzanego materialu w komorze próz¬ niowej, znamienny tym, ze odparowywany material doprowadza sie powoli do grzej¬ nika, ogrzanego do temperatury, przewyz¬ szajacej tak znacznie temperature paro¬ wania materialu w warunkach cisnienia panujacego w komorze prózniowej, iz ma¬ terial paraje, biorac praktycznie, natych¬ miast, gdy tylko wejdzie w zetkniecie z grzejnikiem.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze odparowywany material dopro¬ wadza sie do grzejnika w postaci drutu o przekroju dowolnego ksztaltu i tak malej powierzchni stykajacej sie z grzejnikiem, iz material ulega parowaniu, praktycznie biorac, natychmiast, gdy tylko wejdzie w zetkniecie z grzejnikiem* 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze material doprowadza sie do grzejnika w postaci ziarnek, 4. Sposób wedlug zastrz. 1, 2 lub 3, znamienny tym, ze grzejnik ogrzewa sie do temperatury wyzszej, niz temperatura pa¬ rowania materialu w warunkach cisnienia, panujacych w komorze prózniowej, zanim material doprowadzi sie do zetkniecia z grzejnikiem, 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, w za¬ stosowaniu do materialów latwo ulegaja¬ cych utlenianiu, znamienny tym, ze resztki powietrza w komorze prózniowej zastepu¬ je sie gazem obojetnym chemicznie wzgle¬ dem tegoz materialu, 6. Sposób wedlug zastrz. l — 5, zna¬ mienny tym, ze resztki gazu w komorze poddaje sie dodatkowo jonizacji. 7. Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz, t — 6, znamienne tym, ze jest zaopatrzone w narzady do dopro¬ wadzania drutu z materialu odparowywa¬ nego do grzejnika w ten sposób, iz koniec drutu opiera sie na powierzchni grzejnika. & Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 1 — ó, znamienne tym, ze jest zaopatrzone w narzady do dopro¬ wadzania odparowywanego materialu w postaci ziarnek na grzejnik wygiety w po¬ staci litery U. 9- Urzadzenie wedlug zastrz. 7, zna¬ mienne tym, ze grzejnik ma postac cylin¬ dra z siatki lub materialu podobnego, zao¬ patrzonego w otwór, przez który do wne- — 4 —trza cylindra wchodzi drut ltifc pasek od¬ parowywanego materialu. 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 7 — 9, sluzace do powlekania duzych powierzch¬ ni, znamienne tym, ze jest zaopatrzone w szereg przyrzadów do odparowywania ma¬ terialu, z których kazdy sklada sie z grzej¬ nika i narzadu do doprowadzania odparo¬ wywanego materialu do grzejnika, oraz w narzady do poruszania wspomnianego sze¬ regu przyrzadów do odparowywania wzgledem podkladu podczas dzialania u- rzadzenia. Paul Alexander. Zastepca: M. Skrzypkowska rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 27418. Fig/. 41 tg Otegte Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL