UA125835C2 - Пристрій для вакуумного нанесення покриття і спосіб нанесення покриття на підкладку - Google Patents
Пристрій для вакуумного нанесення покриття і спосіб нанесення покриття на підкладку Download PDFInfo
- Publication number
- UA125835C2 UA125835C2 UAA202004225A UAA202004225A UA125835C2 UA 125835 C2 UA125835 C2 UA 125835C2 UA A202004225 A UAA202004225 A UA A202004225A UA A202004225 A UAA202004225 A UA A202004225A UA 125835 C2 UA125835 C2 UA 125835C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- substrate
- metal
- steam separator
- metal alloy
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 13
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 19
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 19
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 9
- 230000028016 temperature homeostasis Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PGTXKIZLOWULDJ-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Zn] Chemical compound [Mg].[Zn] PGTXKIZLOWULDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Винахід належить до пристрою для безперервного вакуумного нанесення на рухому підкладку покриттів, утворених з металу або металевого сплаву, який містить вакуумну камеру і засоби переміщення підкладки через вакуумну камеру вздовж заданого шляху, при цьому вакуумна камера, додатково, містить: центральний корпус, який має вхідний отвір для підкладки і вихідний отвір для підкладки, розташовані на двох протилежних сторонах центрального корпусу, і пристрій для нанесення покриття струменем пару, при цьому внутрішні стінки центрального корпусу пристосовані для нагрівання до температури вище температури конденсації парів металу або металевого сплаву; паровіддільник у вигляді зовнішнього корпусу, розміщеного на вихідному отворі для підкладки центрального корпусу, при цьому внутрішні стінки паровіддільника пристосовані підтримуватися при температурі нижче температури конденсації парів металу або металевого сплаву.
Description
Винахід відноситься до пристрою для вакуумного нанесення на підкладку покриттів, утворених з металу або металевих сплавів, наприклад, з цинку або магній-цинкових сплавів.
Більш конкретно, зазначений пристрій призначений для нанесення покриття на сталеву смугу, не обмежуючись цим застосуванням. Винахід відноситься також до способу нанесення покриття на підкладку.
Відомі різні способи нанесення металевих покриттів, зазвичай утворених із сплавів, на підкладку, наприклад, на сталеву смугу. Серед відомих способів можна згадати нанесення покриттів зануренням у розплав, електролітичне осадження, а також різні способи вакуумного осадження, такі як-от вакуумне напилення і магнетронне напилення.
З патентного документа УМО 97/47782 відомий спосіб безперервного нанесення покриття на сталеву підкладку, відповідно до якого струмінь парів металу, інжектований зі швидкістю понад 500 м/с, входить в контакт з підкладкою. Для підвищення ефективності цього способу відповідний пристрій для вакуумного нанесення покриття містить камеру осадження, внутрішні стінки якої пристосовані для нагрівання до достатньо високої температури, що дозволяє запобігти конденсації металу або металевих сплавів на цих стінах.
Однак, незважаючи на це, спостерігалися випадки, коли пари цинку мали тенденцію виходити з камери осадження і конденсуватися в пристрої для вакуумного нанесення покриття зовні камери осадження, що в значній мірі зменшує ефективність процесу нанесення покриття і ускладнює очищення виробу для вакуумного нанесення покриття.
У зв'язку з викладеним завдання винаходу полягає в усуненні недоліків відомих в рівні техніки пристроїв і способів за рахунок створення пристрою для вакуумного нанесення покриття, який дозволяє запобігти конденсації парів металу або металевих сплавів зовні камери осадження.
Першим об'єктом винаходу для вирішення цього завдання є пристрій для безперервного вакуумного нанесення на рухому підкладку покриттів, утворених з металу або металевого сплаву, при цьому пристрій містить вакуумну камеру, через яку підкладка здатна переміщатися по заданій траєкторії руху, при цьому вакуумна камера додатково містить: центральний корпус, який має вхідний отвір для підкладки і вихідний отвір для підкладки, які розташовані на двох протилежних сторонах центрального корпусу, і пристрій для нанесення
Зо покриття струменем пари, при цьому внутрішні стінки центрального корпусу пристосовані до нагрівання при температурі, яка перевищує температуру конденсації парів металу або металевого сплаву; паровіддільник у вигляді зовнішнього корпусу, розміщеного на вихідному отворі для підкладки центрального корпусу, при цьому зазначений паровіддільник містить звернений всередину отвір, який примикає до центрального корпусу, і звернений назовні отвір, розташований з протилежної сторони паровіддільника, причому внутрішні стінки паровіддільника пристосовані для підтримування при температурі нижче температури конденсації парів металу або металевого сплаву.
Пристрій за цим винаходом може також характеризуватися перерахованими далі додатковими особливостями, взятими окремо або у поєднанні, а саме: пристрій для вакуумного нанесення покриттів, додатково, містить другий паровіддільник, розміщений на вхідному отворі для підкладки центрального корпусу; довжина паровіддільника в напрямку руху підкладки складає від 0,5 до 3,5 ширини підкладки; стінки паровіддільника навколо зверненого всередину отвору перпендикулярні траєкторії руху підкладки; нижня і верхня стінки паровіддільника зближуються у напрямку назовні; паровіддільник має, у поздовжньому перерізі, форму трапеції, орієнтованої у напрямку, протилежному центральному корпусу; внутрішні стінки паровіддільника виконані знімними;
Температурний контроль паровіддільника забезпечується контуром охолодження, який живиться теплоносієм, обраним з води і азоту.
Другим об'єктом винаходу є спосіб безперервного нанесення на рухому підкладку покриттів, утворених з металу або металевого сплаву, при цьому спосіб включає в себе: перший етап, на якому пари металу випускають у напрямку, щонайменше, однієї сторони рухомої підкладки, і на зазначеній стороні утворюється перший шар металу або металевого сплаву за рахунок конденсації першої частини випускних парів, і цей перший етап здійснюють в центральному корпусі, який містить вхідний отвір для підкладки, вихідний отвір для підкладки, розташовані на двох протилежних сторонах центрального корпусу, і внутрішні стінки, нагріті до 60 температури вище температури конденсації парів металу або металевого сплаву;
другий етап, на якому на зазначеній стороні підкладки формують другий шар металу або металевого сплаву за рахунок конденсації другої частині випускних парів, при цьому другий етап здійснюють у паровіддільнику, виконаному у вигляді зовнішнього корпусу, який розміщений на вихідному отворі для підкладки центрального корпусу і містить внутрішні стінки, які підтримують при температурі нижче температури конденсації парів металу або металевого сплаву.
Другий етап відповідно з винаходом може, крім того, додатково здійснюватися у другому паровіддільнику, розміщеному на вихідному отворі для підкладки центрального корпусу.
Третім об'єктом винаходу є комплект для складання пристрою для безперервного нанесення на рухому підкладку покриттів, утворених з металу або металевого сплаву, при цьому зазначений комплект містить в собі: центральний корпус, який містить вхідний отвір для підкладки і вихідний отвір для підкладки, розташовані на двох протилежних сторонах центрального корпусу, і вихідний отвір пристрою для нанесення покриття струменем пару, при цьому внутрішні стінки центрального корпусу пристосовані до нагрівання до температури вище температури конденсації парів металу або металевого сплаву; паровіддільник у вигляді зовнішнього корпусу, пристосованого для розміщення на вихідному отворі для підкладки центрального корпусу, при цьому зазначений паровіддільник містить звернений всередину отвір, який примикає до центрального корпусу, і звернений назовні отвір, розташований з протилежної сторони паровіддільника, причому внутрішні стінки паровіддільника здатні підтримуватися при температурі нижче температури конденсації парів металу або металевого сплаву.
Згідно з наведеними далі поясненнями винахід заснований на доповненні пристрою паровіддільника, розміщеного на вихідному отворі центрального корпусу так, що пари, які виходять з центрального корпусу, конденсуються як на підкладці, так ії на внутрішніх стінках паровіддільника, який, з одного боку, підвищує вихід осадження і, з іншого боку, запобігає конденсації парів на стінках вакуумної камери.
Інші характерні особливості і переваги винаходу будуть описані більш детально в наведеному далі описі винаходу.
Зо Винахід буде більш зрозумілим з подальшого опису з посиланнями на супроводжувальні креслення. Слід зазначити, що опис наведений лише з метою пояснення, і його жодним чином не слід розглядати як такий що обмежує винахід.
На Фіг. 1 показаний пристрій згідно варіанта здійснення винаходу, вид у перерізі; на Фіг. 2 - вакуумна камера згідно варіанта здійснення винаходу, вид, який відображає внутрішню частину пристрою.
Слід зазначити, що використовувані в цьому описі поняття "нижній", "нижче", "звернений всередину", "всередину", "звернений назовні", "назовні, за межі", "вище за напрямком руху", "нижче за напрямком руху », відносяться до позицій і орієнтацій різних складових елементів пристрою, коли останній встановлений на лінії вакуумного нанесення покриття.
Завдання винаходу полягає в нанесенні на підкладку покриттів, утворених з металу або металевих сплавів. Зокрема, завдання полягає в одержанні цинкових або магній-цинкових покриттів. Однак спосіб не обмежується цими покриттями, але переважно охоплює будь-які покриття на основі одного єдиного металу або металевого сплаву, елементи якого мають тиск парів при температурі електроліту у ванні, які не відрізняється більш ніж на 10 95, що полегшує контроль їх відповідного відносного вмісту.
Що стосується покриттів, то вони можуть бути утворені з цинку, який використовується в якості основного елемента, і додаткового елемента (елементів), такого як-от хром, нікель, титан, марганець, магній, кремній і алюміній, взятих окремо або в комбінації.
Товщина покриття переважно знаходиться в інтервалі від 0,1 до 20 мкм. З одного боку, при товщині покриття менше 0,1 мкм захист підкладки від корозії може бути недостатнім. З іншого боку, для того щоб забезпечити необхідний рівень корозійної стійкості ця товщина не обов'язково повинна перевищувати 20 мкм, зокрема, в автомобільній або будівельній галузях.
Зазвичай при використанні в автомобільній галузі товщина покриття може бути обмежена величиною 10 мкм.
Як показано на Фіг. 1, пристрій 1 відповідно з винаходом містить, в першу чергу, вакуумну камеру 2 і засоби для переміщення підкладки через камеру.
Ця вакуумна камера 2 являє собою герметично ущільнений короб, який підтримується під тиском в інтервалі від 10-58 до 10-3 бар. Зазначений короб містить вхідну шлюзову камеру і вихідну шлюзову камеру (не показані), між якими може переміщатися підкладка 5, наприклад, бо сталева смуга, заданою траєкторією Р в напрямку руху.
Підкладка 5 може бути пристосована для переміщення з допомогою будь-яких відповідних засобів, в залежності від властивостей і форми зазначеної підкладки. Може бути використаний, зокрема, обертовий опорний ролик 3, який несе сталеву смугу.
Вакуумна камера 2 містить центральний корпус 4. Зазначений корпус являє собою короб, який охоплює траєкторію Р руху підкладки на заданій довжині, як правило на довжині від 2 до 8 м. Стінки корпусу обмежують порожнину. Корпус містить два отвори, тобто вхідний отвір 5 для підкладки і вихідний отвір 6 для підкладки, розміщені з двох протилежних сторін центрального корпусу. Переважно центральний корпус має форму паралелепіпеда, ширина якого трохи більша ширини підкладок, які піддаються покриттю.
Стінки центрального корпусу пристосовані для того, щоб бути нагрітими. Нагрівання може бути забезпечене з допомогою будь-яких відповідних засобів, таких, наприклад, як-от індукційний нагрівач, нагрівачі опору, пучок електронів. Зазначені засоби нагрівання пристосовані для нагрівання внутрішніх стінок центрального корпусу до достатньо високої температури, щоб запобігти конденсації на них парів металу або металевого сплаву.
Переважно стінки центрального корпусу пристосовані для нагрівання до температури вище температури конденсації металевих елементів, які утворюють наношуване покриття, зазвичай до температури вище 500 "С, наприклад, в інтервалі від 500 "С до 700 "С так, щоб запобігти конденсації парів цинку або парів магній-цинкового сплаву. Завдяки таким засобам нагрівання внутрішні стінки центрального корпусу не засмічуються, і немає необхідності в частому припинення роботи пристрою для його очищення.
Як показано на Фіг. 2, в центральному корпусі 4, додатково, розміщений пристрій 7 для нанесення покриття струменем пару, який переважно встановлений на одній стороні центрального корпусу, орієнтованого паралельно траєкторії руху підкладки, поблизу поверхні підкладки 5, яка підлягає покриванню. Згаданий пристрій для нанесення покриття пристосований для напилення парів металу або металевого сплаву на рухому підкладку 5.
Пристрій для нанесення покриття переважно містить вихідну камеру, яка містить вузький отвір 71 для випускання парів, довжина якого близька до ширини підкладки, яка покривається.
Отвір 71 для випускання парів може мати відповідну форму, наприклад, форму щілини, яка може бути виконана, наприклад, з регульованою довжиною і шириною. Можливість
Зо пристосування довжини щілини до ширини підкладки, на яку наноситься покриття, дозволяє мінімізувати втрати випаруваного металу.
Пристрій для нанесення покриття являє собою пристрій для нанесення покриття струменем пару, який випускається зі швидкістю звуку, тобто пристрій, здатний генерувати струмінь пару зі швидкістю звуку. Такий тип пристрою для нанесення покриттів також зазвичай зветься УМО (еї
Марог Оерозійоп - струминне нанесення покриттів осадженням парів) пристроєм.
Більш повний опис одного варіанта пристрою такого типу наведений в патентному документі
УМО 97/47782. Пристрій для нанесення покриттів може бути приєднаний до будь-якого виду генератора металевих парів, такого як-от, наприклад, випарний тигель з індукційним нагріванням або генератор парів з магнітною левітацією.
Переважно центральний корпус укладений в ізоляційні панелі, які зовні охоплені охолоджувальними панелями. Це забезпечує зменшення теплових втрат у вакуумній камері 2 і покращення енергетичної ефективності процесу, здійснюваного в центральному корпусі.
Завдяки описаній конструкції центрального корпусу, зокрема, засобів нагрівання і пристрою 7 для нанесення покриттів струменем пару, пари металу або металевого сплаву випускаються у напрямку, щонайменше, одного боку підкладки, і перший шар металу або металевого сплаву формується на цій стороні за рахунок конденсації першої частини випущеного пару, при відсутності конденсації пари на внутрішніх стінках центрального корпусу.
Вакуумна камера 2, крім того, містить паровіддільник 8 у вигляді зовнішнього корпусу, розміщеного на вихідному отворі 6 для підкладки центрального корпусу 4, тобто розміщеного нижче за ходом руху відносно центрального корпусу у напрямку руху підкладки.
Переважно вакуумна камера 2, додатково, містить другий паровіддільник 8 у вигляді зовнішнього корпусу, розміщеного на вхідному отворі 5 для підкладки центрального корпусу 4, тобто розміщеного вище за ходом руху відносно центрального корпусу у напрямку руху підкладки.
Кожен паровіддільник 8 являє собою короб, який охоплює траєкторію руху підкладки на заданій довжині у напрямку руху, зазвичай на довжині в інтервалі від 0,2 до 7 м, наприклад, на довжині, яка становить від 0,5 до 3,5 ширини підкладки. Стінки паровіддільника обмежують порожнину. паровіддільник містить отвір 9, звернений всередину, і отвір 10, звернений назовні, які розташовані на двох протилежних сторонах паровіддільника і забезпечують можливість 60 входження і виходу підкладки з паровіддільника. Звернений всередину отвір 9 примикає до центрального корпусу, в той час як отвір 10, звернений назовні, знаходиться з протилежного боку.
Стінки паровіддільника пристосовані для терморегулювання. Терморегулювання може бути здійснене з допомогою будь-яких відповідних засобів, таких, наприклад, як-от контур охолодження, в якому циркулює теплоносій, наприклад, вода або азот. Зазначені засоби терморегулювання пристосовані для підтримування внутрішніх стінок паровіддільника при температурі достатньо низької, що сприяє конденсації парів металу або металевих сплавів на внутрішніх стінках, зазвичай при температурі нижче 100 С. Завдяки цим засобам терморегулювання, пари металу або металевих сплавів, які виходять з центрального корпусу, уловлюються і не випускаються в вакуумну камеру, яка інакше може бути засмічена.
Завдяки наявності паровіддільника 8 частина випущених парів, яка не сконденсувалася на підкладці в центральному корпусі 4, після виходу з центрального корпусу уловлюється в порожнині невеликого розміру у порівнянні із внутрішньою порожниною вакуумної камери 2, що полегшує очищення виробу. Крім того, випущені пари цієї частини мають трохи більший проміжок часу для конденсації і осадження на підкладці у вигляді другого шару металу або металевого сплаву, що підвищує ефективність процесу нанесення покриття за рахунок збільшення кількості осаджених парів.
Кожен паровіддільник 8 знаходиться в контакті із центральним корпусом 4. При цьому звернені всередину отвори 9 першого паровіддільника і другого паровіддільника вирівняні з вхідним отвором 5 для підкладки центрального корпусу і вихідним отвором б для підкладки центрального корпусу, відповідно, в результаті чого утворюється відповідний канал, який з'єднує центральний корпус з кожним паровіддільником.
Відповідно з одним варіантом винаходу паровіддільник має прямокутну форму.
Переважно стінки паровіддільника навколо зверненого всередину отвору перпендикулярні траєкторії Р руху підкладки. Завдяки такому розташуванню ці стінки знаходяться на максимально можливій відстані від згаданих отворів 5, 6 центрального корпусу, що зменшує небезпеку засмічення отворів внаслідок осадження металу на холодних стінках паровіддільника поблизу отворів. Завдяки такому розташуванню пари, які надходить у паровіддільник, крім того, більш переважно конденсуються на підкладці, а не на цих стінах, що додатково підвищує
Зо ефективність процесу нанесення покриття. Переважно відстань між нижньою і верхньою стінками паровіддільника зменшується у напрямку назовні, тобто висота зверненої назовні стінки менша висоти зверненої всередину стінки. В результаті пари захоплюються більш ефективно перш, ніж досягнуть отвору 10, зверненого назовні.
Більш переважно паровіддільник 8 має у поздовжньому перерізі трапецеїдальну форму, при цьому трапеція звужується у напрямку протилежному розташуванню центрального корпусу. У такій конструкції основа трапеції розташована вертикально і прилягає до центрального корпусу.
За рахунок такого розташування основи стінки паровіддільника навколо отвору центрального корпусу знаходяться на допустимо максимальній відстані від отвору, що додатково зменшує небезпеку засмічення отвору внаслідок осадження металу на холодних стінках паровіддільника, які знаходяться в безпосередній близькості від отвору. При такій конструкції краї трапеції зближуються у напрямку назовні, що дозволяє захопити якомога більшу кількість парів до виходу цих парів через звернений назовні отвір 10.
Відповідно до одного варіанта здійснення винаходу внутрішні стінки паровіддільника 8 виконані знімними для того щоб полегшити їх очищення. Замість зупинки технологічної лінії осадження покриття на тривалий період часу для очищення пристрою, засмічені внутрішні стінки можуть бути швидко видалені і замінені очищеними внутрішніми стінками.
На пристрої вакуумного нанесення покриття були проведені випробування, щоб оцінити ефективність пристрою, який містить два паровіддільника, при випаровуванні цинку.
Кількість випаруваного цинку визначали шляхом зважування випарного тигля, який живить пристрій для нанесення покриттів струменем парів, до і після проведення випробування.
Кількість осадженого цинку одержана при контактуванні паровіддільника з кислим розчином для розчинення цинку. Розчинену кількість потім вимірювали за допомоги індуктивнозв'язаної плазми. Відсутність цинку, осадженого у вакуумній камері, була встановлена візуально.
Перший дослід, проведений зі сталевою підкладкою шириною 500 мм, з випускним отвором 71 для парів, ширина якого була на 10 мм більша ширини сталевої підкладки з кожної її сторони, при тиску 107 мбар, показав, що при випаровуванні 13,5 кг цинку у паровіддільнику було осаджене 1,835 г цинку і було відсутнє осадження цинку у вакуумній камері. Це відповідає виходу осадження 99,99 95.
Другий експеримент, проведений зі сталевою підкладкою шириною 300 мм за менш 60 сприятливих умов, тобто з випускним отвором для пари на 50 мм більше, ширини сталевої підкладки з кожного боку підкладки при тиску 10- мбар, показав, що при випаровуванні 10,5 кг цинку у зверненому всередину отворі 9 паровіддільника було осаджене 4,91 г цинку і було відсутнє осадження цинку у вакуумній камері. Це відповідає виходу осадження 99,95 Об.
Порівняльне випробування, проведене на пристрої за таких самих умов без паровіддільника, показало, що вихід осадження становить 99,5 95. Незважаючи на зазначену досить високу величину, такий вихід осадження не може бути прийнятним на лінії промислової установки, оскільки кількість осадженого цинку, за годину роботи промислової установки, може становити 6 кг, інакше кажучи, після двотижневої виробничої кампанії маса осадженого цинку становить 2 т. Такому виходу осадження відповідає вихід наростання 0,5 95, що від 10 до 50 разів більше, ніж вихід наростання, яке спостерігається при здійсненні винаходу.
Пристрій за цим винаходом може бути застосований, зокрема, але не тільки, до обробки металевих смуг, незалежно від того, були вони покриті попередньо або зовсім не покриті.
Спосіб за цим винаходом може бути, безумовно, використаний для будь-яких покритих або непокритих підкладок, таких, наприклад, як алюмінієва смуга, цинкова смуга, мідна смуга, скляна смуга або смуга з кераміки.
Claims (11)
1. Пристрій (1) для безперервного вакуумного нанесення на рухому підкладку (5) покриттів, 20 утворених з металу або металевого сплаву, який містить вакуумну камеру (2), через яку здатна переміщатися підкладка (5) по заданій траєкторії (Р), при цьому вакуумна камера додатково містить: центральний корпус (4), який має вхідний отвір (5) для підкладки і вихідний отвір (б) для підкладки, розташовані на двох протилежних сторонах центрального корпусу, і пристрій (7) для 25 нанесення покриття струменем пару, при цьому внутрішні стінки центрального корпусу пристосовані до нагрівання при температурі, яка перевищує температуру конденсації парів металу або металевого сплаву; паровіддільник (8) у вигляді зовнішнього корпусу, розміщеного на вихідному отворі (6) для підкладки центрального корпусу, який містить звернений всередину отвір (9), який примикає до Зо центрального корпусу, і звернений назовні отвір (10), розташований з протилежної сторони паровіддільника, причому внутрішні стінки паровіддільника пристосовані для підтримування при температурі, нижче температури конденсації парів металу або металевого сплаву.
2. Пристрій для вакуумного нанесення покриттів за п. 1, який додатково містить другий паровіддільник (8), розміщений на вхідному отворі (5) для підкладки центрального корпусу. 35
3. Пристрій для вакуумного нанесення покриттів за п. 1 або 2, в якому довжина паровіддільника (8) у напрямку руху підкладки складає від 0,5 до 3,5 ширини підкладки.
4. Пристрій для вакуумного нанесення покриттів за будь-яким з пп. 1-3, в якому стінки паровіддільника (8) навколо зверненого всередину отвору (9) розташовані перпендикулярно траєкторії (Р) руху підкладки. 40
5. Пристрій для вакуумного нанесення покриттів за будь-яким з пп. 1-4, в якому паровіддільник містить нижню і верхню стінки, які зближуються у напрямку назовні.
6. Пристрій для вакуумного нанесення покриттів за будь-яким з пп. 1-5, в якому паровіддільник (8) має, у поздовжньому перерізі, форму трапеції, орієнтованої у напрямку, протилежному центральному корпусу (4). 45
7. Пристрій для вакуумного нанесення покриттів за будь-яким з пп. 1-6, в якому внутрішні стінки паровіддільника (8) виконані знімними.
8. Пристрій для вакуумного нанесення покриттів за будь-яким з пп. 1-7, в якому паровіддільник (8) виконаний з можливістю його терморегулювання за допомогою контуру охолодження, який живиться теплоносієм, вибраним з води і азоту. 50
9. Спосіб безперервного нанесення на рухому підкладку (5) покриттів, утворених з металу або металевого сплаву, при цьому спосіб включає в себе: перший етап, на якому пари металу випускають в напрямку щонайменше однієї сторони рухомої підкладки, і на зазначеній стороні утворюється перший шар металу або металевого сплаву за рахунок конденсації першої частини випускного пару, і цей перший етап здійснюють в 55 центральному корпусі (4), який містить вхідний отвір (5) для підкладки і вихідний отвір (б) для підкладки, розташовані на двох протилежних сторонах центрального корпусу, і внутрішні стінки, нагріті до температури, вище температури конденсації парів металу або металевого сплаву; другий етап, на якому на зазначеній стороні формують другий шар металу або металевого сплаву за рахунок конденсації другої частини випускного пару, при цьому другий етап бо здійснюють у паровіддільнику (8), виконаному у вигляді зовнішнього корпусу, розміщеного на вихідному отворі (б) для підкладки центрального корпусу, і який містить внутрішні стінки, які підтримують при температурі, нижче температури конденсації парів металу або металевого сплаву.
10. Спосіб за п. 9, в якому другий етап додатково здійснюється у другому паровіддільнику (8), розміщеному на вхідному отворі (5) центрального корпусу.
11. Комплект для складання пристрою для безперервного вакуумного нанесення на рухому підкладку (5) покриттів, утворених з металу або металевого сплаву, який містить: центральний корпус (4), який містить вхідний отвір (5) для підкладки і вихідний отвір (б) для підкладки, розташовані на двох протилежних сторонах центрального корпусу, і випускний отвір (71) для парів пристрою (7) для нанесення покриття струменем пару, при цьому внутрішні стінки центрального корпусу пристосовані для нагрівання до температури, вище температури конденсації парів металу або металевого сплаву; паровіддільник (8) у вигляді зовнішнього корпусу, пристосованого для розміщення на вихідному отворі (6) для підкладки центрального корпусу, який містить звернений всередину отвір (9), який примикає до центрального корпусу, і звернений назовні отвір (10), розташований з протилежної сторони паровіддільника, при цьому внутрішні стінки паровіддільника пристосовані підтримуватися при температурі, нижче температури конденсації парів металу або металевого сплаву. 1 5 4 8 Р о З 8 : ! З Ж А 8 в ; ше АТ причи ГРН ЧО НИ Ин оч ня имавиечи ИН КІ, ення І НИМ сс неон о ня К ск вка сек ЦИ ЖЕ і ї ! Її їж ОМ и М ПКМУ і і Е М дсвеюлессннятни прали минав а 2 7
Фіг. 1 8 ? а 10 кн кт ж по НИ , в ше КК ооо мв я ее НИ Ше КО Ши шо В та Пеокк М Ищ Шо дн. З і: ев. ше Шен ре шо Пов ! ри о НН и ун ов, шо ех шо бе шо а в НН А Й Порно й де НН з) й й щщ п А Ше а Ши й й я. шо НН Ше шу Ше соку и Й ши и: В «Фіг. 2
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2017/057943 WO2019116081A1 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Vacuum deposition facility and method for coating a substrate |
| PCT/IB2018/059856 WO2019116214A1 (en) | 2017-12-14 | 2018-12-11 | Vacuum deposition facility and method for coating a substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA125835C2 true UA125835C2 (uk) | 2022-06-15 |
Family
ID=60937822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA202004225A UA125835C2 (uk) | 2017-12-14 | 2018-12-11 | Пристрій для вакуумного нанесення покриття і спосіб нанесення покриття на підкладку |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12054821B2 (uk) |
| EP (1) | EP3724367A1 (uk) |
| JP (1) | JP7089031B2 (uk) |
| KR (1) | KR102503599B1 (uk) |
| CN (1) | CN111479950A (uk) |
| AU (1) | AU2018385554B2 (uk) |
| CA (1) | CA3084328C (uk) |
| MA (1) | MA51143A (uk) |
| MX (1) | MX2020006058A (uk) |
| RU (1) | RU2741042C1 (uk) |
| UA (1) | UA125835C2 (uk) |
| WO (2) | WO2019116081A1 (uk) |
| ZA (1) | ZA202003072B (uk) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102021101383A1 (de) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung eines Bands und Beschichtungsanlage |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1010351A6 (fr) | 1996-06-13 | 1998-06-02 | Centre Rech Metallurgique | Procede et dispositif pour revetir en continu un substrat en mouvement au moyen d'une vapeur metallique. |
| JP2002294456A (ja) | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | 膜の形成方法及びその方法を実施するためのｃｖｄ装置 |
| JP3694470B2 (ja) | 2001-05-31 | 2005-09-14 | 沖電気工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| WO2003012161A1 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Danieli Technology, Inc. | Metal vapor coating |
| DE102004041854B4 (de) | 2004-04-27 | 2008-11-13 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Vakuumbeschichtung |
| DE102004041855B4 (de) | 2004-04-27 | 2007-09-13 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen thermischen Vakuumbeschichtung |
| JP5394061B2 (ja) | 2005-05-31 | 2014-01-22 | タタ、スティール、ネダーランド、テクノロジー、ベスローテン、フェンノートシャップ | 基材を被覆する装置および方法 |
| WO2007054229A1 (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-18 | Hilmar Weinert | Carrier with porous vacuum coating |
| US20080072822A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | White John M | System and method including a particle trap/filter for recirculating a dilution gas |
| JP5813920B2 (ja) * | 2007-03-02 | 2015-11-17 | テル・ソーラー・アクチェンゲゼルシャフトＴｅｌ Ｓｏｌａｒ Ａｇ | 基板上に薄膜を蒸着する方法および基板のインライン真空処理のための装置 |
| JP5730496B2 (ja) * | 2009-05-01 | 2015-06-10 | 株式会社日立国際電気 | 熱処理装置、半導体デバイスの製造方法および基板処理方法 |
| CN101608301B (zh) * | 2009-06-24 | 2011-12-07 | 江苏常松机械集团有限公司 | 连续真空等离子蒸发金属复合材料生产线 |
| US8187555B2 (en) * | 2009-12-15 | 2012-05-29 | Primestar Solar, Inc. | System for cadmium telluride (CdTe) reclamation in a vapor deposition conveyor assembly |
| KR101010196B1 (ko) * | 2010-01-27 | 2011-01-21 | 에스엔유 프리시젼 주식회사 | 진공 증착 장비 |
| US20120034733A1 (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-09 | Aventa Technologies Llc | System and method for fabricating thin-film photovoltaic devices |
| KR101114832B1 (ko) * | 2011-05-31 | 2012-03-06 | 에스엔유 프리시젼 주식회사 | 진공증착장치 |
| JP6559423B2 (ja) * | 2011-08-05 | 2019-08-14 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 蒸気を処理するためのシステム及び方法 |
| KR101184679B1 (ko) * | 2012-04-26 | 2012-09-24 | (주)이화 | 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치 |
| UA116262C2 (uk) * | 2013-08-01 | 2018-02-26 | Арселорміттал | Сталевий лист з цинковим покриттям |
| US10760155B2 (en) | 2015-09-24 | 2020-09-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Vapor deposition source and vapor deposition device for producing vapor deposition film with high material usage efficiency |
| CN106198125A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-07 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种气体提取与收集装置 |
| WO2019239185A1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | Arcelormittal | Vacuum deposition facility and method for coating a substrate |
-
2017
- 2017-12-14 WO PCT/IB2017/057943 patent/WO2019116081A1/en active Application Filing
-
2018
- 2018-12-11 CA CA3084328A patent/CA3084328C/en active Active
- 2018-12-11 KR KR1020207018127A patent/KR102503599B1/ko active IP Right Grant
- 2018-12-11 AU AU2018385554A patent/AU2018385554B2/en active Active
- 2018-12-11 US US16/770,850 patent/US12054821B2/en active Active
- 2018-12-11 JP JP2020532619A patent/JP7089031B2/ja active Active
- 2018-12-11 MX MX2020006058A patent/MX2020006058A/es unknown
- 2018-12-11 CN CN201880080355.2A patent/CN111479950A/zh active Pending
- 2018-12-11 WO PCT/IB2018/059856 patent/WO2019116214A1/en active Application Filing
- 2018-12-11 MA MA051143A patent/MA51143A/fr unknown
- 2018-12-11 UA UAA202004225A patent/UA125835C2/uk unknown
- 2018-12-11 EP EP18833519.4A patent/EP3724367A1/en active Pending
- 2018-12-11 RU RU2020123166A patent/RU2741042C1/ru active
-
2020
- 2020-05-25 ZA ZA2020/03072A patent/ZA202003072B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111479950A (zh) | 2020-07-31 |
| US12054821B2 (en) | 2024-08-06 |
| MA51143A (fr) | 2021-03-24 |
| KR102503599B1 (ko) | 2023-02-23 |
| JP7089031B2 (ja) | 2022-06-21 |
| RU2741042C1 (ru) | 2021-01-22 |
| ZA202003072B (en) | 2021-08-25 |
| US20210164088A1 (en) | 2021-06-03 |
| KR20200092996A (ko) | 2020-08-04 |
| WO2019116081A1 (en) | 2019-06-20 |
| AU2018385554B2 (en) | 2021-02-25 |
| JP2021507101A (ja) | 2021-02-22 |
| AU2018385554A1 (en) | 2020-06-11 |
| CA3084328A1 (en) | 2019-06-20 |
| MX2020006058A (es) | 2020-08-20 |
| BR112020010757A2 (pt) | 2020-11-17 |
| CA3084328C (en) | 2022-05-31 |
| EP3724367A1 (en) | 2020-10-21 |
| WO2019116214A1 (en) | 2019-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2706830C1 (ru) | Устройство и способ для вакуумного нанесения покрытия | |
| US3690635A (en) | Condensate collection means | |
| KR20180040618A (ko) | 금속 스트립을 세정 및 코팅하는 방법 및 장치 | |
| JP7165755B2 (ja) | 基板コーティング用真空蒸着設備及び方法 | |
| UA125835C2 (uk) | Пристрій для вакуумного нанесення покриття і спосіб нанесення покриття на підкладку | |
| CA3103071C (en) | Vacuum deposition facility and method for coating a substrate | |
| EP3396014A1 (en) | Vacuum deposition device for high-speed coating | |
| RU2744334C1 (ru) | Устройство для вакуумного нанесения покрытия и способ нанесения покрытия на подложку | |
| RU2775991C1 (ru) | Установка для вакуумного осаждения покрытий и способ нанесения покрытий на подложку | |
| BR112020010757B1 (pt) | Instalação de deposição a vácuo, processo para depositar continuamente e kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo | |
| JPH03277756A (ja) | 溶融亜鉛めっき装置のスナウト内の異物発生抑制方法およびスナウト装置 | |
| KR20220062112A (ko) | 진공 코팅 디바이스 | |
| KR20180073961A (ko) | 원료 공급장치 및 이를 포함하는 진공 증착장치 | |
| JPS63179066A (ja) | 巻付けロ−ル |