RU2021100510A

RU2021100510A - Улучшенные способ и устройство для осаждения покрытия с помощью плазменной струи при атмосферном давлении на подложку

Info

Publication number: RU2021100510A
Application number: RU2021100510A
Authority: RU
Inventors: Жиль ШЕЛЬЖАН; Режи ЭЙБЕРЖЕ; Малек АЛЬНАССЕР
Original assignee: Молекуляр Плазма Груп Са
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-06-24
Publication date: 2022-07-22

Claims

1. Способ плазменного нанесения покрытия на объект, содержащий профиль объекта, предусматривающий следующие стадии:

a) изготовление сменной насадки (2), содержащей впускное отверстие (22) для струи, выпускное отверстие (24) сопла и боковую стенку (21), проходящую от впускного отверстия для струи к выпускному отверстию сопла, причем выпускное отверстие сопла содержит край (25), по существу, соответствующий по меньшей мере части профиля объекта;

b) прикрепление с возможностью отсоединения сменной насадки к выпускному отверстию для струи генератора плазменной струи;

c) помещение объекта возле выпускного отверстия сопла таким образом, чтобы профиль объекта плотно прилегал к краю выпускного отверстия сопла, чтобы свести к минимуму зазор между выпускным отверстием сопла и объектом;

d) плазменное нанесение покрытия на объект с помощью низкотемпературной не содержащей кислорода плазмы при рабочем давлении, которое выше атмосферного давления, предпочтительно не более чем на 10%, за счет подачи плазменной струи в насадку посредством генератора плазменной струи и ввода предшественников покрытия в плазменную струю в насадке, вследствие чего создается указанное рабочее давление,

тем самым обеспечивая плазменное нанесение покрытия на объект в обедненной кислородом зоне плазмы.

2. Способ по п. 1, в котором плазму наносят на стадии d при температуре ниже 120°C, предпочтительно ниже 70°C.

3. Способ по п. 1, в котором насадку прикрепляют с возможностью отсоединения к выпускному отверстию для струи посредством переходника (3), предназначенного для прикрепления с возможностью отсоединения насадки к генератору плазменной струи и, таким образом, обеспечения сообщения выпускного отверстия для струи генератора плазменной струи и впускного отверстия для струи насадки.

4. Способ по п. 1 для плазменного нанесения покрытия на несколько типов объектов, причем каждый тип объекта содержит отличающийся профиль объекта, при этом стадию a выполняют для каждого типа объекта, вследствие чего изготавливают множество сменных насадок, каждая насадка содержит выпускное отверстие сопла с краем выпускного отверстия сопла, по существу, соответствующим по меньшей мере части профиля соответствующего объекта.

5. Способ по п. 1, в котором боковая стенка насадки содержит по меньшей мере один впускной патрубок (27) для предшественников, причем указанные предшественники покрытия вводят посредством указанного по меньшей мере одного впускного патрубка для предшественников в плазменную струю в насадке.

6. Способ по п. 1, в котором стадия d предусматривает следующую стадию:

относительное перемещение поверхности объекта и выпускного отверстия сопла для осаждения покрытия на указанную поверхность,

причём предпочтительно во время стадии e относительного перемещения поверхности объекта и выпускного отверстия сопла для осаждения покрытия на указанную поверхность указанный край поддерживают на расстоянии по меньшей мере 0,1 мм и не более 5 мм, предпочтительно по меньшей мере 0,2 мм и не более 2 мм, более предпочтительно по меньшей мере 0,5 мм и не более 1 мм от указанной поверхности указанной подложки, с осаждением покрытия на указанную поверхность.

7. Способ по п. 6, в котором профиль объекта по существу одинаковый в продольном направлении, и указанное относительно перемещение предусматривает относительное поступательное перемещение в указанном продольном направлении, причём указанный край представляет собой первый край, который по окружности соответствует профилю объекта, при этом указанная насадка содержит второй край, который представляет собой край для впуска объекта, по окружности соответствующий профилю объекта, вследствие чего указанное относительное перемещение предусматривает перемещение объекта в продольном направлении от края для впуска объекта к первому краю через камеру обработки в указанной насадке.

8. Способ по п. 6, в котором профиль объекта по существу осесимметричен относительно центральной оси, и указанное относительное перемещение предусматривает относительный поворот вокруг указанной центральной оси.

9. Способ по п. 1, в котором

если объект представляет собой волокно с профилем, характеризующимся по существу круглым поперечным сечением, которое одинаково в продольном направлении, предпочтительно используют способ по п. 7, первый край и второй край содержат круглое отверстие с диаметром, соответствующим поперечному сечению волокна, за счет чего волокно может проходить через отверстия указанных первого и второго краев, или

если объект представляет собой порошок, который выдувают в продольном направлении с образованием потока порошка с профилем, характеризующимся по существу круглым поперечным сечением с диаметром, который одинаков в продольном направлении или варьирует в продольном направлении, предпочтительно используют способ по п. 7, первый край и второй край содержат соответствующее круглое отверстие с диаметром, соответствующим поперечному сечению потока порошка в положении первого края и второго края соответственно, за счет чего порошок может проходить через отверстия указанных первого и второго краев.

10. Способ по п. 1, в котором насадку изготавливают с использованием метода 3D-печати.

11. Комплект для выполнения способа по любому из пп. 1–10, содержащий множество сменных насадок (2), каждая насадка содержит впускное отверстие (22) для струи, выпускное отверстие (24) сопла и боковую стенку (21), проходящую от впускного отверстия для струи к выпускному отверстию сопла, выпускное отверстие сопла каждой насадки содержит край выпускного отверстия сопла, по существу, соответствующий по меньшей мере части профиля объекта, предпочтительно каждая насадка содержит выпускное отверстие сопла с краем выпускного отверстия сопла, по существу соответствующим части профиля объекта или по меньшей мере части соответствующих профилей множества типов объектов.

12. Комплект по п. 11, содержащий переходник (3), который предназначен для прикрепления с возможностью отсоединения по меньшей мере одной из указанных насадок, и предпочтительно каждой из указанных насадок, к генератору плазменной струи и, таким образом, обеспечения сообщения выпускного отверстия для струи генератора плазменной струи и впускного отверстия для струи насадки, прикрепленной к генератору плазменной струи, причём комплект дополнительно содержит генератор плазменной струи, к которому может быть прикреплена каждая из множества насадок.

13. Устройство для осаждения покрытия с помощью плазменной струи при атмосферном давлении, устройство содержит

генератор (1) плазменной струи, содержащий выпускное отверстие (12) для струи;

сопло, содержащее переходник (3) и сменную насадку (2), насадка содержит впускное отверстие (22) для струи, выпускное отверстие (24) сопла и боковую стенку (21), проходящую от впускного отверстия для струи к выпускному отверстию сопла,

переходник предназначен для прикрепления с возможностью отсоединения насадки к генератору плазменной струи и, таким образом, обеспечения сообщения выпускного отверстия для струи и впускного отверстия для струи.

14. Устройство по п. 13, в котором насадка содержит на впускном отверстии (22) для струи фланец (26), прикрепленный к боковой стенке (21), причем переходник содержит удерживающую стенку (31), содержащую отверстие (32), размер и форма которого подходят для удерживания фланца.

15. Устройство по п.13, в котором насадка выполнена как единое целое.

16. Устройство по п. 13, в котором насадка содержит изолирующий материал и/или в котором насадка содержит полимерный материал и предпочтительно выполнена из него.

17. Устройство по п. 13, в котором выпускное отверстие сопла насадки содержит неплоский край (25’’’), при этом

боковая стенка содержит сужающуюся часть (21a);

боковая стенка насадки содержит по меньшей мере один впускной патрубок (27) для предшественников,

и/или выпускное отверстие (24) для струи содержит проем, и впускное отверстие (22) для струи содержит проем, который больше проема выпускного отверстия для струи.

18. Устройство по п. 13, в котором сопло содержит средство (28) обеспечения однородности, предпочтительно насадка содержит элементы возмущения потока.

19. Устройство по п. 13, в котором сопло приспособлено для охлаждения (29a, 29b, 29c), предпочтительно боковая стенка насадки содержит канал для прохождения охлаждающей текучей среды.

20. Устройство по п. 13, в котором устройство содержит средство транспортировки для обработки в поточном режиме плоской или неплоской поверхности непрерывной подложки, при этом выпускное отверстие (24) сопла насадки содержит край (25), устройство выполнено с возможностью поддержания указанного края на расстоянии по меньшей мере 0,1 мм и не более 5 мм, предпочтительно по меньшей мере 0,2 мм и не более 2 мм, более предпочтительно по меньшей мере 0,5 мм и не более 1 мм от указанной поверхности указанной подложки.