Устройство для получения покрытий из парогазовой фазы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ ФАЗЫ, содержащее реакционную камеру с нагревателем , смесительную камеру и излучатель колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения качества покрытий и надежности конструкции, оноснабжено промежуточной камерой, установленной между смесительной и реакционной камерами, при этом излучатель колебаний установлен на промежуточной камере.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(ц) С 23 С 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:;,.

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3615571/22-02 (22) 05.07.83 (46) 23.08 .84. Бюл. У 3 1 (72) Ю.С.Касаткин В.С.Плешаков и А.Х.Турнер (53) 621.762.3(088.8) (56) 1. Королев Ю.M. и др . Восстановление фторидов тугоплавких металлов водородом. M., "Металлургия", 1981,. с. 109-110.

2. "Электронная техника", сер. 7, вып. 6 (58), 1973, с. 3 8.

„„SU, 1109473 A (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ПОКРЫТИЙ ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ ФАЗЫ, содержащее реакционную камеру с нагревателем, смесительную камеру и излучатель колебаний, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения качества покрытий и надежности конструкции, оно снабжено промежуточной камерой, установленной между смесительной и реакционной камерами, при этом излучатель колебаний установлен на промежуточной камере.

) i 09 4, 3

Изобретение относится к области получения металлических покрытий путем восстановления газообразных соединений металлов на нагретых поверхностях и может быть использовано, в частности, в электронной .технике, для защиты вольфрамом теплонагруженных поверхностей изделий.

Известна установка для осуществления процесса восстановления газооб- 10 разных фторидов водородом, содержащая реакционную камеру, камеру довосстановления, холодильник, вакуумный насос, орошаемый скрубер и систему подачи газов, включающую баллоны с водородом и гелием, устройства для очистки и осушки газов, ротаметры для измерения их расходов, контейнериспаритель фторида, стационарный и механический смеситель с электроприводом Р 3.

Однако это устройство характеризуется сложностью конструкции, недостаточной надежностью из-за небпагоприятных условий работы вакуумного насоса при откачке газа со следами фторидов и сравнительна низким качеством получаемых покрытий.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемо-10 му результату является установка для получения покрытий из парогазавой фазы, содержащая реакционную камеру с нагревателем, смесительную камеру и излучатель колебаний. Смеситель—

3 ная камера установлена непосредственно на реакторе, а звуковой излучатель смонтирован на смесительной камере ь.21.

Однако известное устройство ке обеспечивает получение прочных ненапряженных покрытий, устойчивых к разрушению н условиях длительной эксплуатации с многократными циклическими тепловыми нагрузками, Зта объясняется тем, что из † размещения звукового излучателя на смесительной камере, установленной негосредстненно на реакторе, не обеспечиваются стабильные условия осаждения и однородность потока парогазо . ной смеси у покрываемой поверхности вследствие интерференцик звуконых волн, неизбежной при наложении звуковых колебаний в реакторе.

>5

Кроме того, известное устройство недостаточно надежно вниду того, что из-за размещения звукового излучате-2 ля на смесительной камере, установленной непосредственно на реакторе, основные элементы излучателя, определяющие надежность устройства в целом (мембрана, герметизирующие уплотнения) подвергаются ноздейстнию многократных знакопеременных нагрузок в химически агрессивной среде при 120-130 С, что снижает их ресурс .

Целью изобретения является повышение качества покрытий и надежностк конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для получения покрытий кз парогазовой фазы, содер— жащее реакционную камеру с нагревателем, смесктельную камеру к излучатель колебаний, снабжено промежуто ной камерой, установленной между смесительной и реакционной камерами, при этом кзлучатель колебаний установлен на промежуточной камере.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит реакционную камеру 1 с нагревателем 2, к выходу которой сое,цкнительной магистралью 3 подключена система 4 улавливания газообразных продуктов реакции, выполненная по схеме, включающей камеру доносстановления и поглотитель фтористого нодорода (на схеме отдельно не указаны).

:Реакционная камера 1 соединительным трубопроводом 5 связана через выходной патрубок б с промежуточной камерой 7, на которой через уплотнения 8 герметично закреплен излучатель 9 колебаний, имеющий подвижную ,циафрагму 10., жес-ко соединенную тягой 11 с механизмом 12, обеспечивающим ее нознратно-поступательное перемещение,, Через входной патрубок 13 праме— жуточная камера 7 соединительной магистралью 14 связана со смесительнай камерой 15„ к которой соединительными магистралями 16 подключены истачнкки 17 к 18 соответственно гексафторида вольфрама и водорода с элементами дозкронки и контроля расхода (не показаны) . Источники 17 и 18 через коммутирующие элементы 19 соединены с источником 20 инертного аза, например аргона, предназначенного для процувки устройства.

Устройство работает следующим с бразом., 20

Составитель В.Трегубов редактор А.Шишкина Техред Л. Коцюбняк Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6010/20 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

3 110947

Покрываемые детали помещают в реакционную камеру i, после чего производят продувку устройства инертным газом от источника 20. Затем производят продувку устройства водородом от источника 18 и нагревают покрываемые детали в реакционной камере 1 нагревателем 2 до температуры осаждения в потоке водорода.

Затем в смесительную камеру 15 в потоке водорода вводят гексафторид вольфрама от источника 17 и полу. чают парогазовую смесь необходимого состава. Парогазовую смесь пропускают через промежуточную камеру 7 и одновременно приводят в действие механизм 12, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение диафрагмы 10 излучателя 9 колебаний.

После наложения в промежуточной камере 7 колебаний на парогазовую смесь ее вводят в реакционную камеру 1 и производят осаждение вольфрама. При достижении покрытия необходимой толщины прекращают подачу гексафторида вольфрама от источника 17, нагрев реакционной камеры 1 нагревателем 2, а затем и действие излучателя 9 колебаний отключением механиз-, ма 12.

Покрываемые детали охлаждают в реакционной камере 1 до комнатной температуры в потоке водорода, после чего отключают источник 18 водорода и подключают источник 20 инертного

35 газа коммутирующими элементами 19, а затем извлекают детали с нанесенным на них покрытием из реакционной камеры 1.

Введение между смесительной и реак-,щ ционной камерами последовательно соединенной с ними промежуточной камеры с закрепленным на ней излучателем колебаний повышает стабильность процесса осаждения за счет устранения интерференции звуковых волн в реакционной зоне и улучшения однородности потока парогазовой смеси у покрывае3 4 мой поверхности, так как воздействию колебаний в промежуточной камере подвергается уже подготовленная в смесительной камере парогазовая смесь заданного состава.

Повышение стабильности процесса осаждения обеспечивает, соответственно, получение покрытий с улучшенными по сравнению с известным устройством прочностными и эксплуатацион- ными характеристиками. Например, покрытия, полученные на устройстве, содержащем промежуточную камеру объемом 9390 см с закрепленным на ней излучателем колебаний с диафрагмой диаметром 145 мм, имеют при комнатной температуре предел прочности при растяжении в направлении, параллельном подложке 49,1-53,5 кг/мм и величину остаточных напряжений первого рода 20-25 кг/мм . Покрытия, полученные на известном устройстве, имеют предел прочности при растяжении

20-25 кг/мм и величину остаточных напряжения первого рода 3040 кг/мм

Отделение излучателя колебаний от реакционного объема и размещение его на введенной в устройство промежуточной камере, кроме того, снизило до 30-35 С температуру основных элементов излучателя колебаний (мембрана, герметизирующие уплотнения), что повысило надежность устройства в целом. Соединение введенной в устройство промежуточной камеры со смесительной и реакционной камерами последовательно (а не параллельно) обеспечило возможность работы устройства

fl TT на проток, и соответственно эффективное удаление из устройства по— сторонних газов (воздух) при продувке перед началом процесса осаждения.

При этом полностью исключены условия для образования взрывоопасной смеси водорода с воздухом, что обеспечило надежную и безопасную работу устройства °