RU2404285C1 - Installation for applying coatings in vacuum - Google Patents

Installation for applying coatings in vacuum Download PDF

Info

Publication number
RU2404285C1
RU2404285C1 RU2009138841/02A RU2009138841A RU2404285C1 RU 2404285 C1 RU2404285 C1 RU 2404285C1 RU 2009138841/02 A RU2009138841/02 A RU 2009138841/02A RU 2009138841 A RU2009138841 A RU 2009138841A RU 2404285 C1 RU2404285 C1 RU 2404285C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
evaporator
evaporation
coating
evaporated
Prior art date
Application number
RU2009138841/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Николаевич Юркевич (UA)
Игорь Николаевич Юркевич
Виктор Фадеевич Кошелевский (UA)
Виктор Фадеевич Кошелевский
Лев Викторович Мисожников (RU)
Лев Викторович Мисожников
Юрий Николаевич Гевал (RU)
Юрий Николаевич Гевал
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро КАСКАД" (ЗАО "СКТБ КАСКАД")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро КАСКАД" (ЗАО "СКТБ КАСКАД") filed Critical Закрытое акционерное общество "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро КАСКАД" (ЗАО "СКТБ КАСКАД")
Priority to RU2009138841/02A priority Critical patent/RU2404285C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2404285C1 publication Critical patent/RU2404285C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: installation comprises spray booth with evaporation system with mechanism of evaporated material supply, gun booth with at least two electronic beam guns, rewinding system, pumping system, gas inflow system, pneumatic system, cooling system, power supply and control system and displacement device, where rewinding system is installed with the possibility of attachment and detachment to spray booth. Evaporation system comprises at least two evaporators with two mechanisms of evaporated material supply in the form of bar and at least four mechanisms for evaporated material supply in the form of wire, and combined system of electromagnet divergence of beams. System of evaporation is arranged with the possibility to simultaneously supply and evaporate up to three various materials with various melt temperatures from a single evaporator.
EFFECT: installation makes it possible to produce coatings with even electrophysical characteristics and to produce multicomponent coatings.
4 cl, 7 dwg

Description

Установка относится к вакуумному нанесению покрытий на рулонные материалы и используется для изготовления электродной фольги для алюминиевых оксидно-электролитических конденсаторов, суперконденсаторов, аккумуляторов и подобных изделий.The installation relates to vacuum coating of roll materials and is used for the manufacture of electrode foil for aluminum oxide-electrolytic capacitors, supercapacitors, batteries and similar products.

До настоящего времени электродная фольга для конденсаторов, а именно анодная фольга и катодная фольга, производится методами химической и электрохимической обработки алюминиевой фольги [1]. Установки для изготовления электродной фольги представляют собой систему ванн с кислотными или щелочными растворами, ванн очистки, источников питания и устройства протяжки фольги. Данные установки имеют низкую производительность, высокую энергозатратность и экологически небезопасны. Так как в этих установках используется принцип удаления части материала алюминиевой фольги, исходная алюминиевая фольга для получения электродной фольги ограничивается толщиной фольги. Кроме того, их возможности по повышению удельной электростатической емкости, а следовательно, удельной объемной емкости, электродной фольги практически исчерпаны.To date, the electrode foil for capacitors, namely the anode foil and the cathode foil, is produced by the methods of chemical and electrochemical processing of aluminum foil [1]. Installations for the manufacture of electrode foil are a system of bathtubs with acid or alkaline solutions, cleaning baths, power supplies and foil broaching devices. These installations have low productivity, high energy consumption and are environmentally unsafe. Since the principle of removing part of the aluminum foil material is used in these installations, the initial aluminum foil for producing the electrode foil is limited by the thickness of the foil. In addition, their ability to increase the specific electrostatic capacitance, and hence the specific volumetric capacitance, of the electrode foil, has been practically exhausted.

В то же время, известны технические решения по альтернативному, а именно физическому осаждению в вакууме, способу получения электродной фольги и самой электродной фольге для конденсаторов (патенты RU 2339110, RU 2313843, EP 1426987, US 2006/0164793, EP 1591553, EP 0344316, US 6515847, US 7158367, EP 1045409, US 2006/0146474). Большинство из них не нашло практической реализации из-за отсутствия оборудования для реализации вышеуказанных способов.At the same time, technical solutions are known for an alternative, namely physical deposition in vacuum, a method for producing electrode foil and electrode foil for capacitors (patents RU 2339110, RU 2313843, EP 1426987, US 2006/0164793, EP 1591553, EP 0344316, US 6515847, US 7158367, EP 1045409, US 2006/0146474). Most of them did not find practical implementation due to the lack of equipment for implementing the above methods.

Настоящее изобретение относится к вакуумному напылению на рулонные материалы и используется для получения функциональных покрытий при производстве материалов электронной техники, а именно электродной фольги для алюминиевых оксидно-электролитических конденсаторов, суперконденсаторов, аккумуляторов и подобных изделий.The present invention relates to vacuum deposition on roll materials and is used to obtain functional coatings in the manufacture of electronic materials, namely electrode foil for aluminum oxide-electrolytic capacitors, supercapacitors, batteries and the like.

Известна установка для электронно-лучевого нанесения покрытий, содержащая технологическую камеру, в которой расположены тигли и электронные пушки, форкамеры для загрузки-разгрузки кассет с изделиями, которые покрываются [4]. Однако эта установка не предназначена для напыления рулонных материалов.A known installation for electron beam coating, containing a process chamber in which crucibles and electron guns are located, prechambers for loading and unloading cassettes with products that are coated [4]. However, this installation is not intended for spraying roll materials.

Известна установка для нанесения покрытия, содержащая систему для подачи проволоки для подачи равноразмерными калиброванными отрезками проволоки [2]. Однако эта система предназначена для импульсного напыления и не может быть использована в технологии напыления рулонных материалов с высокой однородностью электрофизических характеристик покрытия.A known installation for coating, containing a system for feeding wire for feeding uniformly sized calibrated pieces of wire [2]. However, this system is designed for pulsed spraying and cannot be used in the technology of spraying roll materials with high uniformity of the electrophysical characteristics of the coating.

Известен способ повышения производительности нанесения покрытия термическим, или электронно-лучевым, или дуговым, или магнетронным испарителем посредством напуска балластного газа в зазор между пленкой и направляющей опорой, причем область нанесения покрытий окружают дополнительной камерой и вводится дополнительный форвакуумный насос для откачки балластного газа [3]. Однако в этом способе применяется напыление на одну сторону рулонного материала, что неприемлемо для производства электродной фольги.There is a method of increasing the coating performance of a thermal, or electron beam, or arc, or magnetron evaporator by inflowing ballast gas into the gap between the film and the guide support, the coating area being surrounded by an additional chamber and an additional fore-vacuum pump for pumping ballast gas is introduced [3] . However, in this method, spraying is applied on one side of the web material, which is unacceptable for the production of electrode foil.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототип) является установка для нанесения вакуумных покрытий на рулонные материалы, включающая камеру напыления с испарителем и механизмом подачи испаряемого материала в виде слитка, камеру пушек, систему перемотки, систему откачки, систему газонатекания, поддерживающую заданную концентрацию газа в зоне испарения-конденсации и рабочий вакуум в объеме камеры напыления, пневмосистему, систему электропитания и управления, устройство перемещения, на котором расположена система перемотки, и систему охлаждения, при этом система перемещения выполнена с возможностью стыковки-расстыковки с камерой напыления (Патент RU №54375. Установка для нанесения покрытий в вакууме, 2006) [5]. Такая установка может применяться для производства электродной фольги алюминиевых оксидно-электролитических конденсаторов, а именно катодной фольги. Однако она имеет определенные недостатки. Это, во-первых, ограниченные технологические возможности установки в области нанесения покрытий. Во-вторых, ограниченная производительность установки, что влияет на ценовые характеристики электродной фольги. Это происходит, в частности, из-за того, что в установке в блоке испарения применен только один испаритель и один механизм подачи материала в виде слитка.Closest to the proposed invention (prototype) is an installation for applying vacuum coatings on roll materials, including a spraying chamber with an evaporator and a feed mechanism for the evaporated material in the form of an ingot, a gun chamber, a rewind system, a pumping system, a gas injection system that maintains a given gas concentration in the zone evaporation-condensation and a working vacuum in the volume of the spraying chamber, a pneumatic system, a power supply and control system, a moving device on which the rewinding system is located, and istemu cooling, the movement system is capable of uncoupling from the docking the sputtering chamber (patent RU №54375. Installation for coating in a vacuum, 2006) [5]. Such an installation can be used for the production of electrode foil of aluminum oxide-electrolytic capacitors, namely, a cathode foil. However, it has certain disadvantages. This is, firstly, the limited technological capabilities of the installation in the field of coating. Secondly, the limited productivity of the installation, which affects the price characteristics of the electrode foil. This occurs, in particular, due to the fact that in the installation in the evaporation unit, only one evaporator and one ingot feed mechanism are used.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является расширение технологических возможностей и производительности нанесения функциональных покрытий для электродной фольги алюминиевых оксидно-электролитических конденсаторов, суперконденсаторов, аккумуляторов и подобных изделий, а также обеспечение равномерности электрофизических характеристик вышеуказанных покрытий, возможность получения заданного многокомпонентного состава покрытия.The technical problem solved by the present invention is the expansion of technological capabilities and the performance of applying functional coatings for the electrode foil of aluminum oxide-electrolytic capacitors, supercapacitors, batteries and similar products, as well as ensuring the uniformity of the electrophysical characteristics of the above coatings, the possibility of obtaining a given multicomponent coating composition.

Поставленная задача решается за счет того, что установка для нанесения покрытий в вакууме включает камеру напыления с системой испарения в виде испарителя, механизма подачи испаряемого материала в виде слитка, камеру пушек с по меньшей мере двумя электронно-лучевыми пушками, систему перемотки, систему откачки, систему газонатекания, пневмосистему, систему охлаждения, систему электропитания и управления и устройство перемещения, на котором с возможностью стыковки-расстыковки с камерой напыления расположена система перемотки, при этом система испарения оснащена, по меньшей мере, двумя испарителями с двумя механизмами подачи испаряемого материала в виде слитка и, по меньшей мере, четырьмя механизмами подачи испаряемого материала в виде проволоки, система испарения также снабжена комбинированной системой электромагнитного отклонения лучей и выполнена с возможностью одновременной подачи и испарения из одного испарителя одновременно до трех различных испаряемых материалов с различными температурами плавления. Кроме того, каждый испаритель в установке выполнен быстросъемным с возможностью одновременной подачи испаряемого материала в виде слитка при помощи механизма подачи и в виде проволоки, подаваемой с катушек при помощи, по меньшей мере, двух механизмов подачи проволоки в определенных составом покрытия количествах. При этом система перемотки установки выполнена с возможностью регулирования скорости и траектории движения ленты в зависимости от заданного состава покрытия, материала ленты и типа наносимого покрытия, а механизм подачи проволоки выполнен с возможностью плавной подачи испаряемого материал в виде проволоки в определенную зону испарителя в зависимости от температур плавления испаряемых материалов и снабжен датчиками скорости подачи и положения испаряемых материалов и устройством регулировки положения подающих роликов и устройством регулировки угла наклона направляющей в зависимости от температур плавления испаряемого материала в виде проволоки и испаряемого материала в виде слитка.The problem is solved due to the fact that the installation for coating in vacuum includes a spraying chamber with an evaporation system in the form of an evaporator, a feed mechanism for the evaporated material in the form of an ingot, a gun chamber with at least two electron beam guns, a rewind system, a pumping system, gas flow system, pneumatic system, cooling system, power supply and control system, and a moving device, on which a rewinding system is located with the possibility of docking-undocking with the spraying chamber; the evaporation system is equipped with at least two evaporators with two feeding mechanisms of the evaporated material in the form of an ingot and at least four feeding mechanisms of the evaporated material in the form of a wire, the evaporation system is also equipped with a combined system of electromagnetic deflection of beams and is configured to simultaneously feed and evaporation from one evaporator at the same time to three different evaporated materials with different melting points. In addition, each evaporator in the installation is quick-detachable with the possibility of simultaneous feeding of the evaporated material in the form of an ingot using a feeding mechanism and in the form of a wire fed from coils using at least two wire feeding mechanisms in quantities determined by the coating composition. Moreover, the installation rewinding system is configured to control the speed and trajectory of the tape depending on a given coating composition, tape material and type of coating applied, and the wire feed mechanism is configured to smoothly supply the vaporized material in the form of a wire to a specific zone of the evaporator depending on temperatures melting of evaporated materials and is equipped with sensors for the feed rate and position of the evaporated materials and a device for adjusting the position of the feed rollers and a device adjusting the angle of inclination of the guide depending on the melting temperature of the vaporized material in the form of a wire and the vaporized material in the form of an ingot.

Описание фигур:Description of figures:

Фиг.1 - показана установка для нанесения покрытий в вакууме (в раскрытом виде);Figure 1 - shows the installation for coating in vacuum (in open form);

Фиг.2 - вид А камеры напыления;Figure 2 is a view A of the spraying chamber;

Фиг.3 - к определению толщины слоя ds на плоской подложке по распределению плотности потока пара: dFv - элемент поверхности испарения; dFk(hv) - элемент поверхности сферы радиуса hv, описанный вокруг испарителя; dFk(hs) - элемент поверхности сферы радиуса hs; dFs - элемент поверхности подложки [6];Figure 3 - to determine the thickness of the layer d s on a flat substrate by the distribution of the vapor flow density: dF v - element of the evaporation surface; dF k (h v ) - surface element of a sphere of radius h v described around the evaporator; dF k (h s ) - surface element of a sphere of radius h s ; dF s is the element of the surface of the substrate [6];

Фиг.4 - показан ход относительной толщины слоя ds/d0 на плоской подложке, расположенной параллельно элементу dF поверхности испарения, в зависимости от отношения rs/hv при различных распределениях плотности потока пара Ф(α)=Ф0cosnα [6];Figure 4 - shows the course of the relative thickness of the layer d s / d 0 on a flat substrate parallel to the element dF of the evaporation surface, depending on the ratio r s / h v for various distributions of the vapor flux density Ф (α) = Ф 0 cos n α [6];

Фиг.5 - влияние формы поверхности испарения реальных испарителей с малой поверхностью на распределение плотности потока пара: а) - образование выпуклой поверхности испарения под действием поверхностного натяжения испаряемого материала, б) - ограничение распространения пара стенками тигля при недостаточном заполнении тигля материалом;Figure 5 - the influence of the shape of the evaporation surface of real evaporators with a small surface on the distribution of the vapor flux density: a) - the formation of a convex evaporation surface under the influence of the surface tension of the vaporized material, b) - restriction of the distribution of steam by the walls of the crucible with insufficient filling of the crucible with material;

Фиг.6 - схема многотигельного нанесения многокомпонентных покрытий; смешение в паровой фазе путем раздельного испарения компонент А и В;6 is a diagram of a multi-core coating of multi-component coatings; mixing in the vapor phase by separate evaporation of components a and b;

Фиг.7 - устройство механизма подачи проволоки.7 is a device of a wire feed mechanism.

Рассмотрим распределение электрофизических характеристик покрытия, а именно толщины покрытия, по ширине подложки. Известен закон распределения толщины слоя на плоской подложке, расположенной параллельно поверхности расплава в испарителе с малой поверхностью Фиг.3 [6]. В этом случае, если для распределения плотности потока пара, исходящего из испарителя с малой поверхностью, принято простое выражение по закону косинуса, то для толщины слоя на плоской подложке имеем:Consider the distribution of the electrical characteristics of the coating, namely the thickness of the coating, across the width of the substrate. The known law of the distribution of the layer thickness on a flat substrate located parallel to the surface of the melt in the evaporator with a small surface Figure 3 [6]. In this case, if for the distribution of the vapor flux density coming from an evaporator with a small surface, a simple expression is accepted according to the law of cosine, then for the layer thickness on a flat substrate we have:

Figure 00000001
Figure 00000001

где ds(α) - толщина слоя на плоской подложке;where d s (α) is the thickness of the layer on a flat substrate;

ds0 - толщина слоя при α=0;ds 0 is the layer thickness at α = 0;

α - угол между нормалью к поверхности испарения и направлением потока пара (Фиг.3).α is the angle between the normal to the evaporation surface and the direction of steam flow (Figure 3).

В случаях описания пространственного распределения плотности потока пара, создаваемого реальным испарителем с малой поверхностьюIn cases of describing the spatial distribution of the vapor flux density created by a real evaporator with a small surface

Figure 00000002
Figure 00000002

где n>1 - показатель функции косинуса высшего порядка.where n> 1 is the exponent of the cosine function of higher order.

На Фиг.4 представлена зависимость относительной толщины слоя ds/ds0 от соотношения rs/hv при распределениях плотности потока пара.Figure 4 shows the dependence of the relative layer thickness d s / d s0 on the ratio r s / h v for distributions of the vapor flux density.

В то же время известно, что один из путей реализации испарителей с распределением источника пара по площади связан с применением нескольких источников с малой поверхностью испарения. Располагая испарители с малой поверхностью в линию и перемещая подложку в направлении, перпендикулярном этой прямой, можно достичь весьма высокой равномерности толщины слоя [6].At the same time, it is known that one of the ways of implementing evaporators with a steam source distribution over the area is associated with the use of several sources with a small evaporation surface. By placing evaporators with a small surface in a line and moving the substrate in the direction perpendicular to this straight line, a very high uniformity of the layer thickness can be achieved [6].

Если рассматривать производительность процесса нанесения покрытий, то основным методом повышения производительности является повышение скорости осаждения покрытия и соответственно скорости испарения. Повышение скорости испарения требует повышения мощности электронного луча. Однако при этом повышение мощности ограничивается возможностью повышения скорости подпитки испарителя испаряемым материалом. В случае подачи материала слитком может возникнуть ситуация недоподачи испаряемого материала. В этом случае происходит заглубление поверхности испарения (Фиг.5) и более резкое падение плотности потока пара при увеличении угла α, чем это следует из выражения 1. При этом холодные стенки тигля препятствуют распространению потока пара. Их влияние на характеристику испарителя называют «эффектом дымовой трубы». Соответственно, в этом случае снижается скорость испарения и соответственно скорость конденсации, и производительность процесса нанесения покрытий и ухудшается распределение электрофизических характеристик покрытия по ширине подложки.If we consider the performance of the coating process, the main method of increasing productivity is to increase the deposition rate of the coating and, accordingly, the evaporation rate. An increase in the evaporation rate requires an increase in the power of the electron beam. However, the increase in power is limited by the possibility of increasing the feed rate of the evaporator with the evaporated material. In the case of feeding the material by ingot, a situation of under supply of the evaporated material may occur. In this case, the evaporation surface deepens (Figure 5) and a sharper decrease in the vapor flux density with increasing angle α than follows from expression 1. Moreover, the cold walls of the crucible impede the spread of the vapor flow. Their influence on the characteristics of the evaporator is called the “chimney effect”. Accordingly, in this case, the evaporation rate and, accordingly, the condensation rate and the productivity of the coating process are reduced, and the distribution of the electrophysical characteristics of the coating over the width of the substrate is deteriorated.

Установка для нанесения покрытий в вакууме содержит камеру напыления 1, камеру пушек 2, систему перемотки 3, размещенную на устройстве перемещения 4, систему откачки 5, систему охлаждения 6, систему газонатекания 7, пневмосистему 8 и систему электропитания и управления 9.Installation for coating in vacuum contains a spraying chamber 1, a gun chamber 2, a rewinding system 3 located on a moving device 4, a pumping system 5, a cooling system 6, a gas injection system 7, a pneumatic system 8, and a power supply and control system 9.

Камера напыления 1 снабжена, по крайней мере, двумя испарителями 10, расположенными на механизмах подачи 11 испаряемого материала (не показан), верхним защитным экраном 16 и нижним защитным экраном 15.The spraying chamber 1 is equipped with at least two evaporators 10 located on the feeding mechanisms 11 of the vaporized material (not shown), an upper protective screen 16 and a lower protective screen 15.

Испаритель 10 имеет быстросъемную конструкцию, что дает возможность применять различные типы испарителя 10 в зависимости от типа испаряемого материала (не показан). Испаритель 10 может быть, например, медным водоохлаждаемым тиглем, тиглем из кубического нитрида бора, «горячим» футерованным тиглем с повышенной скоростью испарения и др. Применение различного типа испарителя 10 позволяет регулировать скорости испарения-конденсации в зависимости от типа наносимого покрытия. Изменяя интенсивность потока пара, создаваемого путем расплавления испаряемого материала (не показан) электронным лучом, генерируемым электронными пушками (не показаны), расположенных в камере пушек 2, например, путем применения различных типов испарителя 10, можно регулировать структуру покрытия, получая микрослойные, многофазные микропористые дисперсно-упрочненные и другие виды покрытий.The evaporator 10 has a quick-detachable design, which makes it possible to use various types of evaporator 10 depending on the type of material being evaporated (not shown). The evaporator 10 can be, for example, a copper water-cooled crucible, a crucible made of cubic boron nitride, a “hot” lined crucible with an increased evaporation rate, etc. The use of a different type of evaporator 10 allows you to adjust the evaporation-condensation rate depending on the type of coating applied. By varying the intensity of the vapor stream created by melting the vaporized material (not shown) by the electron beam generated by the electron guns (not shown) located in the chamber of the guns 2, for example, by using various types of evaporator 10, it is possible to adjust the coating structure to obtain microlayer, multiphase microporous dispersion-hardened and other types of coatings.

Механизм подачи испаряемого материала 11 позволяет подавать материал в виде слитка. В качестве испаряемого материала (не показан) возможно использовать металлы (в том числе и тугоплавкие), сплавы и соединения.The feed mechanism of the evaporated material 11 allows you to feed the material in the form of an ingot. As the evaporated material (not shown) it is possible to use metals (including refractory ones), alloys and compounds.

Верхний 16 и нижний 15 защитные экраны отделяют зону напыления от остального объема камеры напыления 1.The upper 16 and lower 15 shields separate the spray zone from the rest of the volume of spray chamber 1.

Система перемотки 3 снабжена двухопорными охлаждаемыми направляющими роликами 18, расположенными в зоне напыления, и неохлаждаемыми отклоняющими роликами 19, находящимися вне зоны напыления, а также заслонками 17, механизмами размотки 20 и механизмами намотки 21.The rewinding system 3 is equipped with two-support cooled guide rollers 18 located in the spray zone, and uncooled deflecting rollers 19 located outside the spray zone, as well as shutters 17, unwinding mechanisms 20 and winding mechanisms 21.

Система перемотки 3 позволяет установить требуемую для заданного покрытия скорость перемещения ленты 22, необходимую для натяжения этой ленты 22 в зависимости от материала ленты 22, и возможность нанесения одностороннего или двухстороннего покрытия.The rewinding system 3 allows you to set the speed of movement of the tape 22 required for a given coating, necessary for tensioning this tape 22 depending on the material of the tape 22, and the possibility of applying a one-sided or two-sided coating.

Охлаждаемые 18 и неохлаждаемые 19 ролики обеспечивают транспортировку ленты 22 в камере напыления 1 по заданной траектории. Конструкция охлаждаемых 18 и неохлаждаемых 19 роликов обеспечивают их быстрый съем, ремонтопригодность или замену. Имеется возможность установки охлаждаемых роликов 18 различных диаметров, что позволяет регулировать параметры конвенции на ленту 22 (например, угол падения парового потока, длина зоны напыления). Эти же параметры также можно регулировать, изменяя траекторию движения ленты 22, благодаря возможности изъятия части охлаждаемых роликов 18 из системы перемотки 3. Эти регулировки зависят от типа наносимого на ленту 22 покрытия.The cooled 18 and uncooled 19 rollers provide transportation of the tape 22 in the spraying chamber 1 along a predetermined path. The design of the cooled 18 and uncooled 19 rollers ensures their quick removal, maintainability or replacement. It is possible to install cooled rollers 18 of various diameters, which allows you to adjust the parameters of the convention on the tape 22 (for example, the angle of incidence of the steam stream, the length of the spray zone). The same parameters can also be adjusted by changing the path of the tape 22, due to the possibility of removing part of the cooled rollers 18 from the rewinding system 3. These adjustments depend on the type of coating applied to the tape 22.

Охлаждение охлаждаемых роликов 18 системы перемотки 3 предусмотрено для того, чтобы в процессе длительного нанесения покрытий защитить охлаждаемые ролики 18 от критического перегрева, который может вызвать повреждение системы перемотки 3.The cooling of the cooled rollers 18 of the rewind system 3 is provided in order to protect the cooled rollers 18 from critical overheating during prolonged coating, which may cause damage to the rewind system 3.

Охлаждение охлаждаемых роликов 18 системы перемотки 3 предусмотрено также для того, чтобы в процессе нанесения покрытий при высоких температурах конденсации (до 600°C и выше) защитить ленту 22 от необратимых температурных и механических деформаций, которые могут разрушить ее (например, при температуре конденсации выше 550°C, приближающейся к температуре плавления алюминия, лента из алюминиевой фольги теряет механическую прочность).The cooling of the cooled rollers 18 of the rewinding system 3 is also provided in order to protect the tape 22 from irreversible temperature and mechanical deformations that can destroy it (for example, at a condensation temperature above) during the coating process at high condensation temperatures (up to 600 ° C and above) 550 ° C, approaching the melting temperature of aluminum, aluminum foil tape loses its mechanical strength).

Камера напыления снабжена, по меньшей мере, двумя испарителями 10, расположенными на механизмах подачи 11 испаряемого материала в виде слитка (не показан). Это позволяет в два раза повысить количество испаряемого материала в единицу времени при одинаковой с прототипом скорости испарения из каждого испарителя и соответственно повысить скорость нанесения покрытия заданной толщины на алюминиевую основу, а именно скорость перемещения алюминиевой основы над испарителями для создания на основе покрытия заданной толщины.The spraying chamber is equipped with at least two evaporators 10 located on the feeding mechanisms 11 of the evaporated material in the form of an ingot (not shown). This allows you to double the amount of evaporated material per unit time at the same evaporation rate from each evaporator as the prototype and, accordingly, increase the coating rate of a given thickness on an aluminum base, namely the speed of moving the aluminum base over the evaporators to create a predetermined thickness based on the coating.

Расчет средней толщины покрытия при испарении из одного испарителя производится по формулеThe calculation of the average coating thickness during evaporation from one evaporator is carried out according to the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где ϖu - скорость испарения из одного испарителя;where ϖ u is the evaporation rate from one evaporator;

2y0 - ширина подложки;2y 0 is the width of the substrate;

2l - ширина испарителя;2l is the width of the evaporator;

2α - длина испарителя;2α is the length of the evaporator;

χ - коэффициент использования паров;χ is the coefficient of vapor use;

ρ - плотность испаряемого материала;ρ is the density of the evaporated material;

νф - скорость перемещения фольги.ν f - the speed of movement of the foil.

Для двух испарителей имеем:For two evaporators we have:

Figure 00000004
Figure 00000004

Например, необходимо создать покрытие толщиной 0,33 мкм и объемной пористостью 50% на алюминиевой основе при перемещении алюминиевой основы над испарителем/испарителями со скоростью 7 м/мин.For example, it is necessary to create a coating with a thickness of 0.33 μm and a bulk porosity of 50% on an aluminum base when moving the aluminum base over the evaporator / s at a speed of 7 m / min.

При применении в прототипе одного испарителя, расположенного посередине ширины основы и имеющего коэффициент использования паров 0,46, для получения покрытия такой толщины необходима скорость испарения 0,0385 кг·м2/ч.When using in the prototype one evaporator located in the middle of the base width and having a vapor utilization coefficient of 0.46, an evaporation rate of 0.0385 kg · m 2 / h is required to obtain a coating of this thickness.

При применении в настоящем изобретении двух таких же испарителей, расположенных симметрично относительно ширины основы и имеющих приведенный коэффициент использования паров 0,36, для создания покрытия той же толщины необходима скорость испарения 0,0246 кг·м2/ч. Если же повысить скорость испарения из каждого испарителя до 0,0385 кг·м2/ч, как в прототипе, то можно повысить скорость перемещения алюминиевой основы над испарителями до 11 м/мин.When using in the present invention two of the same evaporators located symmetrically with respect to the width of the base and having a reduced coefficient of vapor utilization of 0.36, an evaporation rate of 0.0246 kg · m 2 / h is required to create a coating of the same thickness. If you increase the evaporation rate from each evaporator to 0.0385 kg · m 2 / h, as in the prototype, then you can increase the speed of movement of the aluminum base over the evaporators to 11 m / min.

Для стандартного рулона алюминиевой основы длиной 2000 м и шириной 0,5 м (площадью 1000 м2) производительность установки составит (с учетом вспомогательного времени обслуживания и подготовки установки в режиме односменной работы):For a standard roll of aluminum base with a length of 2000 m and a width of 0.5 m (area 1000 m 2 ), the productivity of the installation will be (taking into account the auxiliary service time and preparation of the installation in single-shift operation):

при использовании 1 испарителя в прототипе - 102 м2/ч;when using 1 evaporator in the prototype - 102 m 2 / h;

при использовании 2-х испарителей в настоящем изобретении - 125 м2/ч.when using 2 evaporators in the present invention, 125 m 2 / h.

Такой способ повышения производительности нанесения покрытия и повышения равномерности покрытия известен как многотигельное испарение. Однако и он не устраняет проблем повышения производительности нанесения покрытий, связанных с ограничением возможности повышения скорости подпитки испарителя испаряемым материалом при подаче испаряемого материала слитком.This method of increasing the coating productivity and increasing the uniformity of the coating is known as multi-crucible evaporation. However, it does not eliminate the problems of increasing the productivity of coating, associated with the limitation of the possibility of increasing the feed rate of the evaporator with the evaporated material when feeding the evaporated material with an ingot.

Увеличение удельного расхода испаряемого материала, определяемое как количество испаренного материала в единицу времени, прямо зависит от мощности луча. Увеличивая мощность луча, можно повысить удельный расход материала и соответственно скорость испарения и скорость конденсации. Однако это требует увеличения количества подаваемого в испаритель испаряемого материала.The increase in the specific consumption of the evaporated material, defined as the amount of evaporated material per unit time, directly depends on the beam power. By increasing the beam power, it is possible to increase the specific consumption of the material and, accordingly, the evaporation rate and the condensation rate. However, this requires an increase in the amount of evaporated material supplied to the evaporator.

В настоящем изобретении на основании проведенных экспериментальных работ, предлагается осуществлять подачу испаряемого материала в испаритель одновременно при помощи нескольких механизмов подачи материала. Суть реализации настоящего изобретения приведена на Фиг.2, где в каждый испаритель 11 осуществляется подача испаряемого материала одновременно в виде слитка (не показан) при помощи механизма подачи 11 и в виде проволоки 14, подаваемой с катушек 13 при помощи по меньшей мере двух механизмов подачи проволоки 12.In the present invention, on the basis of the experimental work, it is proposed to supply the vaporized material to the evaporator simultaneously using several material feeding mechanisms. The essence of the implementation of the present invention is shown in FIG. 2, where the evaporated material is simultaneously supplied to each evaporator 11 in the form of an ingot (not shown) by means of a feeding mechanism 11 and in the form of a wire 14 supplied from coils 13 using at least two feeding mechanisms wire 12.

Таким образом, установка согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере два испарителя 10, установленных на механизмах подачи 11 испаряемого материала в виде слитка (не показан), и по меньшей мере четыре механизма подачи 12 испаряемого материала в виде проволоки 14.Thus, the installation according to the present invention contains at least two evaporators 10 mounted on the feeding mechanisms 11 of the evaporated material in the form of an ingot (not shown), and at least four feeding mechanisms 12 of the evaporated material in the form of a wire 14.

При этом в каждый испаритель 10 осуществляется подача испаряемого материала при помощи одного механизма подачи 11 испаряемого материала в виде слитка (не показан) и при помощи по меньшей мере двух механизмов подачи 12 испаряемого материала в виде проволоки 14.In this case, the evaporated material is supplied to each evaporator 10 by means of one feeding mechanism 11 of the evaporated material in the form of an ingot (not shown) and by means of at least two feeding mechanisms 12 of the evaporated material in the form of a wire 14.

При этом подача испаряемого материала в испаритель 10 в виде слитка (не показан) и в виде проволоки 14 осуществляется одновременно.In this case, the supply of evaporated material to the evaporator 10 in the form of an ingot (not shown) and in the form of a wire 14 is carried out simultaneously.

Такая система подачи испаряемого материала в испаритель 10 позволяет увеличить количество подаваемого в испаритель 10 испаряемого материала, что позволяет увеличить удельный расход материала.Such a system for supplying evaporated material to the evaporator 10 allows to increase the amount of evaporated material supplied to the evaporator 10, which allows to increase the specific consumption of material.

При этом, увеличивая удельный расход всего в два раза и тем самым повышая скорость испарения из каждого испарителя в два раза, мы уже увеличиваем скорость перемещения алюминиевой основы, согласно формулы 4, до 20 м/мин, а производительность до 153 м2/ч, таким образом в 1,5 раза повышая производительность установки по сравнению с прототипом.At the same time, increasing the specific consumption by only two times and thereby increasing the rate of evaporation from each evaporator by two times, we already increase the speed of movement of the aluminum base, according to formula 4, up to 20 m / min, and productivity up to 153 m 2 / h, thus 1.5 times increasing the productivity of the installation compared to the prototype.

Расширением технологических возможностей согласно настоящему изобретению является то, что блок испарения согласно настоящему изобретению позволяет испарять из одного испарителя одновременно до трех различных испаряемых материалов, что является новым в технике нанесения многокомпонентных покрытий и позволяет получать новые электродные фольги с заданным многокомпонентным составом покрытия, что может иметь преимущество при применении таких электродных фольг, особенно в суперконденсаторах и аккумуляторах.An extension of technological capabilities according to the present invention is that the evaporation unit according to the present invention allows up to three different evaporated materials to be evaporated from one evaporator at a time, which is new in the technique of applying multicomponent coatings and allows to obtain new electrode foils with a given multicomponent coating composition, which may have advantage when using such electrode foils, especially in supercapacitors and batteries.

При нанесении многокомпонентных покрытий из металлов требуется выдерживать соотношение покрытия как по всей поверхности подложки, так и по толщине слоя. Многокомпонентные слои до настоящего времени напыляют по двум принципиальным схемам: либо по схеме многотигельного испарения, либо по схеме однотигельного испарения [6].When applying multicomponent coatings of metals, it is required to maintain the coating ratio both over the entire surface of the substrate and over the thickness of the layer. Multicomponent layers are still sprayed according to two basic schemes: either according to the multi-crucible evaporation scheme, or according to the single-crucible evaporation scheme [6].

При многотигельном испарении компоненты испаряются порознь, каждый из своего испарителя, а конденсируются на подложке совместно. При однотигельном испарении поток пара создается и конденсируется, имея тот состав, который требуется для покрытия. Для электронно-лучевого испарения более характерен вариант однотигельного испарения расплава, запас которого в тигле непрерывно пополняется подачей материала, имеющего тот же состав, который требуется для наносимого слоя.With multi-crucible evaporation, the components evaporate separately, each of its own evaporator, and condense together on the substrate. With single crucible evaporation, a vapor stream is created and condenses, having the composition that is required for the coating. For electron beam evaporation, a single-crucible evaporation of the melt is more characteristic, the supply of which in the crucible is continuously replenished by supplying a material having the same composition as is required for the applied layer.

Однако эти схемы имеют определенные недостатки. Многотигельное испарение ограничено по производительности нанесения покрытий. Это обусловлено спецификой создания многокомпонентных покрытий методом электронно-лучевого испарения, при котором необходимо выдержать определенную геометрию испарения, чтобы на подложке формировалось покрытие определенного состава (Фиг.6). При этом снижается коэффициент использования испаряемых материалов, что отрицательно сказывается как на производительности нанесения покрытий, так и на стоимостные характеристики получаемого продукта, из-за нерационального использования испаряемого материала. При однотигельном испарении требуется специальная подготовка испаряемого материала определенного состава, что тоже ведет к удорожанию процесса.However, these schemes have certain disadvantages. Multi-evaporation is limited in coating performance. This is due to the specifics of creating multicomponent coatings by the method of electron beam evaporation, in which it is necessary to withstand a certain geometry of evaporation, so that a coating of a certain composition is formed on the substrate (Figure 6). At the same time, the utilization rate of evaporated materials is reduced, which negatively affects both the coating productivity and the cost characteristics of the resulting product, due to the irrational use of the evaporated material. With single-crucible evaporation, special preparation of the evaporated material of a certain composition is required, which also leads to a rise in the cost of the process.

Система испарения согласно настоящему изобретению позволяет производить однотигельное нанесение многокомпонентного покрытия без предварительной подготовки испаряемого материала определенного состава. При этом испаряемые материалы для получения многокомпонентного покрытия загружаются каждый в свой механизм подачи, например, в механизм подачи слитка загружается испарительный материал, являющийся основным компонентом покрытия, а в механизмы подачи проволоки - испаряемые материалы, являющиеся дополнительными компонентами покрытия.The evaporation system according to the present invention allows one-coat application of a multi-component coating without prior preparation of the vaporized material of a specific composition. In this case, the evaporated materials to obtain a multicomponent coating are each loaded into their own feeding mechanism, for example, the evaporating material, which is the main component of the coating, is loaded into the ingot feeding mechanism, and the evaporated materials, which are additional coating components, are loaded into the wire feeding mechanisms.

Например, необходимо на алюминиевой основе получить двухкомпонентное покрытие, а именно, содержащее 80% Ti и 20% Al. Промышленные титан-алюминиевые сплавы имеют содержание алюминия до 7%. Для однотигельного испарения сплава 80Ti-20Al требуется его специальное изготовление в плавильных печах, потом проката, нормализация, отжиг и т.д. Для многотигельного испарения необходим подбор расстояния между тиглями и геометрии испарения из каждого тигля для обеспечения конденсации покрытия на основе. В промышленных установках нанесения покрытий на рулонные материалы такой возможности нет.For example, it is necessary to obtain a two-component coating on an aluminum basis, namely, containing 80% Ti and 20% Al. Industrial titanium-aluminum alloys have an aluminum content of up to 7%. The single-crucible evaporation of the 80Ti-20Al alloy requires its special manufacture in smelting furnaces, followed by rolling, normalization, annealing, etc. For multi-crucible evaporation, it is necessary to select the distance between the crucibles and the geometry of evaporation from each crucible to ensure condensation of the coating on the basis. In industrial installations for coating roll materials, this is not possible.

В настоящем изобретении для получения такого покрытия просто осуществляется подача в испаритель 10 титана механизмом подачи 11 испаряемого материала в виде слитка, а алюминий подается при помощи механизмов подачи 12 испаряемого материала в виде проволоки. Регулируя скорости подачи титана и алюминия в испаритель, исходя из их скоростей испарения, обеспечивается конденсация покрытия заданного состава на алюминиевую основу.In the present invention, in order to obtain such a coating, titanium is simply supplied to the evaporator 10 by the feeding mechanism 11 of the evaporated material in the form of an ingot, and aluminum is supplied by the feeding mechanisms 12 of the evaporated material in the form of a wire. By adjusting the feed rates of titanium and aluminum to the evaporator, based on their evaporation rates, condensation of the coating of a given composition on the aluminum base is ensured.

Если же рассматривать трехкомпонентные покрытия, например TiMoAl, то существующими методами нанесения многокомпонентных покрытий это сделать практически невозможно.If we consider three-component coatings, for example, TiMoAl, then existing methods for applying multicomponent coatings make it practically impossible.

В настоящем же изобретении такое покрытие создается путем подачи в испаритель 10 механизмом подачи 11 испаряемого материала, например титана, в виде слитка и механизмами подачи 12 испаряемых материалов, например алюминия и молибдена, в виде проволоки.In the present invention, such a coating is created by feeding to the evaporator 10 a feeding mechanism 11 of an evaporated material, for example titanium, in the form of an ingot and a feeding mechanism 12 of an evaporated material, for example aluminum and molybdenum, in the form of a wire.

Кроме того, блок испарения согласно настоящему изобретению, содержащий по крайней мере два испарителя 10, размещенных на механизмах подачи 11 испаряемого материала в виде слитка, и по крайней мере четырех механизмов подачи 12 испаряемого материала в виде проволоки 14, причем в каждый испаритель 10 осуществляется подача испаряемого материала при помощи одного механизма подачи 11 испаряемого материала в виде слитка и при помощи по меньшей мере двух механизмов подачи 12 испаряемого материала в виде проволоки 14, позволяет одновременно испарять до шести различных материалов.In addition, the evaporation unit according to the present invention, containing at least two evaporators 10 located on the feeding mechanisms 11 of the evaporated material in the form of an ingot, and at least four feeding mechanisms 12 of the evaporated material in the form of a wire 14, with each evaporator 10 being supplied evaporated material using one feeding mechanism 11 of the evaporated material in the form of an ingot and using at least two feeding mechanisms 12 of the evaporated material in the form of a wire 14, allows you to simultaneously evaporate up to six different materials.

При этом, так как различные испаряемые материалы имеют разную скорость расплава, механизмы подачи материалов подают испаряемые материалы в испаритель в определенных составом многокомпонентного покрытия количествах.At the same time, since different evaporated materials have different melt speeds, the material feeding mechanisms feed the evaporated materials to the evaporator in quantities determined by the composition of the multicomponent coating.

При этом механизм подачи проволоки 12 (фиг.7) выполнен таким образом, что может подавать испаряемый материал в виде проволоки в определенную зону ванны расплава. Это обусловлено различными температурами плавления различных испаряемых материалов.In this case, the wire feed mechanism 12 (Fig. 7) is designed in such a way that it can feed the vaporized material in the form of a wire to a specific area of the melt pool. This is due to different melting points of various evaporated materials.

Устройство механизма подачи испаряемого материала в виде проволоки приведено на Фиг.7.The device for feeding the vaporized material in the form of a wire is shown in Fig.7.

Испаряемый материал в виде проволоки 14 подается с катушки 13, проходит через направляющие ролики 25 и поступает непосредственно в механизм подачи 12. Механизм подачи выполнен на водоохлаждаемой плите (не показана) и двух пар подающих роликов 26. Проволока 14, проходя через подающие ролики, поступает в направляющую 27, после чего поступает в испаритель 10.The vaporized material in the form of a wire 14 is fed from the coil 13, passes through the guide rollers 25 and goes directly to the feed mechanism 12. The feed mechanism is made on a water-cooled plate (not shown) and two pairs of feed rollers 26. The wire 14, passing through the feed rollers, enters in the guide 27, after which it enters the evaporator 10.

При этом катушка 13 притормаживается тормозом 23, чтобы обеспечить плавную подачу проволоки 14 в испаритель 10, особенно при высоких скоростях подачи. Скорость подачи контролируется датчиком скорости 24.In this case, the coil 13 is braked by the brake 23 to ensure a smooth supply of wire 14 to the evaporator 10, especially at high feed speeds. The feed rate is controlled by a speed sensor 24.

При этом подающие ролики 26 выполнены в виде двух пар роликов, в которых один из роликов является приводным, а второй - прижимным. Передача вращения на приводные ролики осуществляется от мотор-редуктора 30.In this case, the feed rollers 26 are made in the form of two pairs of rollers, in which one of the rollers is driven, and the second is clamped. The rotation is transmitted to the drive rollers from the gear motor 30.

При этом механизм подачи проволоки снабжен устройством регулировки положения подающих роликов 28 и устройством регулировки угла наклона направляющей 29. В зависимости от температур плавления испаряемого материала в виде проволоки и испаряемого материала в виде слитка, устройство 28 регулирует высоту расположения подающих роликов 26 относительно испарителя 10, а устройство 29 регулирует угол наклона направляющей 27 относительно испарителя 10.In this case, the wire feed mechanism is equipped with a device for adjusting the position of the feed rollers 28 and a device for adjusting the angle of inclination of the guide 29. Depending on the melting temperature of the vaporized material in the form of a wire and the vaporized material in the form of an ingot, the device 28 controls the height of the feed rollers 26 relative to the evaporator 10, and the device 29 adjusts the angle of inclination of the guide 27 relative to the evaporator 10.

Такая конструкция механизма подачи проволоки позволяет одновременно испарять материалы с различными температурами плавления.This design of the wire feed mechanism allows you to simultaneously evaporate materials with different melting points.

Эта возможность обусловлена большим градиентом температур по поверхности расплава при испарении из испарителя 10, выполненным в виде медного водоохлаждаемого тигля. Высокая теплопроводность меди допускает чрезвычайно большие перепады температур на границе между стенкой тигля и испаряемым материалом [6]. Поэтому температуры расплава в центре ванны расплава и возле стенки медного тигля могут отличаться вдвое.This possibility is due to a large temperature gradient over the surface of the melt during evaporation from the evaporator 10, made in the form of a copper water-cooled crucible. The high thermal conductivity of copper allows extremely large temperature differences at the boundary between the crucible wall and the evaporated material [6]. Therefore, the melt temperatures in the center of the melt pool and near the wall of the copper crucible can differ by half.

Например, при создании трехкомпонентного покрытия, а именно TiMoAl, в котором основным компонентом является Ti, он загружается в виде слитка в механизм подачи 11 испаряемого материала в виде слитка. Mo и Al, в виде проволоки, загружаются каждый отдельно в механизмы подачи 12 испаряемого материала в виде проволоки.For example, when creating a three-component coating, namely TiMoAl, in which Ti is the main component, it is loaded as an ingot into the feeding mechanism 11 of the evaporated material in the form of an ingot. Mo and Al, in the form of a wire, are each loaded separately into the feeders 12 of the evaporated material in the form of a wire.

При этом в механизме подачи проволоки, подающем Al проволоку, при помощи устройств регулировки 28 и 29 выставляются высота расположения подающих роликов 26 и угол наклона направляющей 27 относительно испарителя 10 таким образом, чтобы Al проволока поступала в испаритель 10 в зону с наименьшей температурой расплава, а именно возле стенки испарителя. Такой характер подачи вызван тем, что Al имеет гораздо более низкую температуру плавления (659°C), чем Ti (1690°C). Это обеспечивает расплавление Al проволоки непосредственно ванной расплава. При этом разница между температурой плавления Al и температурой ванны расплава в этой зоне позволяет избежать «взрывного» характера испарения Al, что наблюдалось бы при поступлении Al проволоки в зону с максимальной температурой.In this case, in the wire feeder supplying Al wire, using the adjustment devices 28 and 29, the height of the feed rollers 26 and the angle of inclination of the guide 27 relative to the evaporator 10 are set so that the Al wire enters the evaporator 10 in the zone with the lowest melt temperature, and it is near the wall of the evaporator. This type of feed is due to the fact that Al has a much lower melting point (659 ° C) than Ti (1690 ° C). This ensures the melting of Al wire directly to the molten bath. In this case, the difference between the melting point of Al and the temperature of the molten bath in this zone avoids the "explosive" nature of the evaporation of Al, which would be observed when Al wire enters the zone with a maximum temperature.

При этом в механизме подачи проволоки, подающем Mo проволоку, при помощи устройств регулировки 28 и 29 выставляются высота расположения подающих роликов 26 и угол наклона направляющей 27 относительно испарителя 10 таким образом, чтобы Mo проволока поступала в испаритель 10 в зону с действия электронного луча, а именно над поверхностью ванны расплава. Такой характер подачи вызван тем, что Mo имеет гораздо более высокую температуру плавления (2620°C), чем Ti (1690°C). Это обеспечивает расплавление Мо проволоки непосредственно электронным лучом.In this case, in the wire feeder supplying Mo wire, by means of adjustment devices 28 and 29, the height of the feed rollers 26 and the angle of inclination of the guide 27 relative to the evaporator 10 are set so that the Mo wire enters the evaporator 10 in the area with the action of the electron beam, and exactly above the surface of the molten bath. This type of feed is due to the fact that Mo has a much higher melting point (2620 ° C) than Ti (1690 ° C). This ensures that the Mo wire is melted directly by the electron beam.

Кроме того, регулируя скорости подачи испаряемого материала в виде проволоки и виде слитка можно регулировать компонентный состав наносимого покрытия.In addition, by adjusting the feed rate of the evaporated material in the form of a wire and an ingot, it is possible to control the component composition of the applied coating.

Вышеописанный характер подачи испаряемых материалов в испаритель 10 позволяет многокомпонентное покрытие равномерное как по ширине, так и по всей длине алюминиевой основы.The above-described nature of the supply of evaporated materials to the evaporator 10 allows a multicomponent coating to be uniform both in width and along the entire length of the aluminum base.

Все вышесказанное указывает на то, техническая задача - расширение технологических возможностей и производительности нанесения функциональных покрытий для электродной фольги алюминиевых оксидно-электролитических конденсаторов, суперконденсаторов, аккумуляторов и подобных изделий, а также обеспечение равномерности электрофизических характеристик вышеуказанных покрытий - решена.All of the above indicates that the technical task - expanding the technological capabilities and performance of applying functional coatings for the electrode foil of aluminum oxide-electrolytic capacitors, supercapacitors, batteries and similar products, as well as ensuring the uniformity of the electrophysical characteristics of the above coatings - has been solved.

ЛитератураLiterature

1. Л.Н.Закгейм. Электролитические конденсаторы, Госэнергоиздат, 1963.1. L.N. Zackheim. Electrolytic capacitors, Gosenergoizdat, 1963.

2. Патент РФ №2026416. Установка для нанесения покрытий, 1992.2. RF patent No. 2026416. Coating installation, 1992.

3. Патент РФ №2208658. Способ и устройство для нанесения вакуумных покрытий на рулонные материалы, 2000.3. RF patent No. 2208658. Method and device for applying vacuum coatings on roll materials, 2000.

4. Патент RU №2265078. Установка для электронно-лучевого нанесения покрытий, 2004.4. Patent RU No. 2265078. Installation for electron beam coating, 2004.

5. Патент RU №54375. Установка для нанесения покрытий в вакууме, 2006.5. Patent RU No. 54375. Installation for coating in vacuum, 2006.

6. Э.Шиллер, У.Зайцинг, З.Панцер. Электронно-лучевая технология, М.: Энергия, 1980.6. E. Schiller, W. Zeitz, Z. Panzer. Electron beam technology, Moscow: Energy, 1980.

Claims (4)

1. Установка для нанесения покрытий в вакууме, включающая камеру напыления с системой испарения с механизмом подачи испаряемого материала, камеру пушек с, по меньшей мере, двумя электронно-лучевыми пушками, систему перемотки, систему откачки, систему газонатекания, пневмосистему, систему охлаждения, систему электропитания и управления и устройство перемещения, на котором с возможностью стыковки-расстыковки с камерой напыления расположена система перемотки, отличающаяся тем, что система испарения содержит, по меньшей мере, два испарителя с двумя механизмами подачи испаряемого материала в виде слитка и, по меньшей мере, четырьмя механизмами подачи испаряемого материала в виде проволоки, и комбинированную систему электромагнитного отклонения лучей, причем система испарения выполнена с возможностью одновременной подачи и испарения из одного испарителя одновременно до трех различных испаряемых материалов с различными температурами плавления.1. Installation for coating in vacuum, including a spraying chamber with an evaporation system with a feed mechanism for the evaporated material, a gun chamber with at least two electron beam guns, a rewinding system, a pumping system, a gas injection system, a pneumatic system, a cooling system, a system power supply and control and moving device, on which with the possibility of docking-undocking with the spraying chamber is located a rewind system, characterized in that the evaporation system contains at least two evaporators with two feeding mechanisms for the evaporated material in the form of an ingot and at least four feeding mechanisms for the evaporated material in the form of a wire, and a combined system of electromagnetic deflection of rays, the evaporation system being capable of simultaneously feeding and evaporating from one evaporator up to three different evaporated materials simultaneously with different melting points. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждый испаритель выполнен быстросъемным с возможностью одновременной подачи испаряемого материала в виде слитка при помощи механизма подачи и в виде проволоки, подаваемой с катушек при помощи, по меньшей мере, двух механизмов подачи проволоки в определенных составом покрытия количествах.2. Installation according to claim 1, characterized in that each evaporator is quick-detachable with the possibility of simultaneous supply of the evaporated material in the form of an ingot using a feed mechanism and in the form of a wire fed from coils using at least two wire feed mechanisms in certain coating composition quantities. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система перемотки выполнена с возможностью регулирования скорости и траектории движения ленты в зависимости от заданного состава покрытия, материала ленты и типа наносимого покрытия.3. Installation according to claim 1, characterized in that the rewind system is configured to control the speed and trajectory of the tape depending on the given coating composition, tape material and type of coating applied. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что механизм подачи проволоки выполнен с возможностью плавной подачи испаряемого материала в виде проволоки в определенную зону испарителя в зависимости от температур плавления испаряемых материалов и снабжен датчиками скорости подачи и положения испаряемых материалов, и устройством регулировки положения подающих роликов, и устройством регулировки угла наклона направляющей в зависимости от температур плавления испаряемого материала в виде проволоки и испаряемого материала в виде слитка. 4. Installation according to claim 1, characterized in that the wire feed mechanism is configured to smoothly supply the vaporized material in the form of a wire to a specific zone of the evaporator depending on the melting temperature of the vaporized materials and is equipped with sensors for the feed rate and position of the vaporized materials, and a position adjustment device feed rollers, and a device for adjusting the angle of inclination of the guide depending on the melting temperature of the vaporized material in the form of a wire and the vaporized material in the form of an ingot.
RU2009138841/02A 2009-10-22 2009-10-22 Installation for applying coatings in vacuum RU2404285C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009138841/02A RU2404285C1 (en) 2009-10-22 2009-10-22 Installation for applying coatings in vacuum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009138841/02A RU2404285C1 (en) 2009-10-22 2009-10-22 Installation for applying coatings in vacuum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2404285C1 true RU2404285C1 (en) 2010-11-20

Family

ID=44058461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009138841/02A RU2404285C1 (en) 2009-10-22 2009-10-22 Installation for applying coatings in vacuum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2404285C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521939C1 (en) * 2013-04-24 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро КАСКАД" Device to produce electrode material
RU2705819C2 (en) * 2017-12-27 2019-11-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Method of forming intermetallic coatings of system ti-al on surfaces from aluminum alloys

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШИЛЛЕР З. и др. Электронно-лучевая технология. - М.: Энергия, 1980, с.171-177. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521939C1 (en) * 2013-04-24 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро КАСКАД" Device to produce electrode material
RU2705819C2 (en) * 2017-12-27 2019-11-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Method of forming intermetallic coatings of system ti-al on surfaces from aluminum alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7339139B2 (en) Multi-layered radiant thermal evaporator and method of use
JP4844867B2 (en) Method of operating vacuum deposition apparatus and vacuum deposition apparatus
US20040026234A1 (en) Method and device for continuous cold plasma deposition of metal coatings
EP3103893B1 (en) Vacuum vapor deposition method
US10787733B2 (en) Device for forming coatings on surfaces of a component, band-shaped material, or tool
TWI421898B (en) Method and apparatus for controlling convergence of electron beam of pierce typr electron gun
EP2270251B1 (en) Vacuum vapor deposition apparatus
WO2014156129A1 (en) Film forming device and film forming method
RU2404285C1 (en) Installation for applying coatings in vacuum
CN111748777B (en) Variable-angle variable-diameter magnetic filtration cathode arc film deposition equipment and method
US7897025B2 (en) Method and apparatus for forming thin film
US3777704A (en) Apparatus for vaporizing metal on a substratum
JP5262430B2 (en) Thin film manufacturing method and thin film manufacturing apparatus
US9051642B2 (en) Process for coating a substrate, plant for implementing the process and feeder for feeding such a plant with metal
JP6619921B2 (en) Evaporation source
RU2391443C2 (en) Vacuum coating aggregate
JP2010185124A (en) Vapor deposition method and vapor deposition apparatus
JP2009275251A (en) Film deposition apparatus and film deposition method
RU54375U1 (en) INSTALLATION FOR COATING IN VACUUM
WO2019096391A1 (en) Method and apparatus for vapor depositing an insulation layer of metal oxide on a substrate
JP2008195979A (en) Film deposition system and film deposition method
US20210062328A1 (en) Apparatus, method and system for coating a substrate, in particular a superconducting tape conductor and coated superconducting tape conductor
WO2021247382A1 (en) Vapor deposition apparatus and method for coating a substrate in a vacuum chamber
JP2898652B2 (en) Evaporator for ion plating
JPH09143688A (en) Crucible for vacuum deposition

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140321