Устройство для нанесения покрытий из газовой фазы

 

Изобретение относится к получению покрытий. Цель изобретения - повышение равномерности и однородности покрытия, а также расширение эксплуатационных возможностей. Внутрикамерная система откачки установлена . по периметру камеры соосно подложкодержателю с возможностью вертикального перемещения и охватьшает внутрикамерную парораспределительную систему, расположенную над подложкодержателем и снабженную инжекторами 17, установленньми на ней с возможностью поворота . Минимальное расстояние от оси инжектора 17 до обрабатываемой им зоны поверхности изделия 18 определяется из формулы 5 (0,5-4) ,где ci,H - минимальная величина выходного канала инжектора. Покрытия на деталях сложной формы обладают высокой равномерностью и однородностью на значительной протяженности поверхности изделия за счет обеспечения равномерной подачи исходного соединения в зону обработки и равномерного вывода продуктов разложения из зоны обработки. 9 ил. со СО с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Н 4 С 23 С 16/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4201005/23-02 (22) 27.02.87 (46) 30.08.88. Бюл. 1Ф 32 (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автбприборов (72) О.И.Севостьянов, А.Б.Димант, Г.И.Сапежинский, В.А.Скулкин, В.Л.Котлов,М.Б.Гаркуль-Гуревич, Ю.А.Феофанов и Э.М.Подгорнова (53) 621.793.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 494223, кл. В 22 F 1/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

В 699031, кл. С 21 D 9/00, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ (57) Изобретение относится к получению покрытий. Цель изобретения — повышение равномерности и однородности покрытия, а также расширение экспÄÄSUÄÄ 1420068 А 1 луатационных возможностей. Внутрикамерная система откачки установлена, по периметру камеры соосно подложкодержателю с возможностью вертикального перемещения и охватывает внутрикамерную парораспределительную систему, расположенную над подложкодержателем и снабженную инжекторами 17, установленными на ней с возможностью поворота. Минимальное расстояние от оси инжектора 17 до обрабатываемой им зоны поверхности изделия 18 определяется из формулы h =(0,5-4)с1,„„,,где

4 „ - минимальная величина выходного канала инжектора. Покрытия на деталях сложной формы обладают высокой равномерностью и однородностью на значительной протяженности поверхности изделия за счет обеспечения равномерной подачи исходного соединения в зону обработки и равномерного вывода продуктов разложения из зоны обработки. 9 ил.

1420068

Изобретение относится к получению покрытий, в частности к устройствам для нанесения покрытий из газовой фазы.

Цель изобретения - повышение равномерности и однородности покрытия, а также расширение эксплуатационных возможностей устройства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — узел I на

Фиг.i- на фиг. 3 — схема размещения инжектора и обрабатываемого изделия, имеющего форму квадрата; на фиг. 4— то же, форма изделия - эллипс; на. 15

i фиг. 5 — то же, Форма изделия — ци-!.линдр; на фиг. 6 — то же, форма изделия — параллелограмм: на фиг. 7—, то же, форма изделия — прямоугольник; на фиг.,8 — взаимное расположение щ

:изделия сложной формы и инжектора; на фиг. 9 — то же, вид сверху.

Устройство содержит рабочую каме .ру 1, включающую:обечайку 2, верхний 3 и нижний 4 фланцы, патрубки для по- 25 дачи паров исходного соединения 5 и отвода газообразных продуктов реакции 6. Внутри рабочей камеры размещена система равномерной откачки продуктов разложения, выполненная в виде 30 кольцевого трубопровода 7 с отверстиями 8 и соединенным патрубкам 9, ко" тарый может перемещаться по высоте камеры 1 в.патрубке б отвода продуктов разложения и фиксироваться на определенной высоте штифтами 10. На нижнем фланце 4 камеры 1 размещен подложкодержатель 11, который оснащен нагревателем 12 и приводом 13 враще ния. На верхнем фланце 3 камерь1 1 . размещен коллектор 14 для разводки пара, совмещенный с приводом 15 вращения. Коллектор 14 связан с патрубком 5 подачи паров исходного соединения и внутрикамерной парораспредели- 4

5 тельной системой, выполненной. в виде по крайней мере одного трубопровода

16, оснащенного инжекторами пара 17.

Инжекторы 17 за счет, например, шарнирного соединения„, установлены с возможностью их поворота в обеих плоскостях и фиксации, например, за счет трения в шарнире в определенном положении. Трубопровод 16 размещен над изделием 18 и между изделием 18 и трубопроводом 7.

На рабочую поверхность подложкодержателя 11 нанесена координатная сетка для повышения точности устанава издепия так, чтобы середина изделия 18 в плоскости подложкодержателя

11 была совмещена с вертикальной осью камеры 1 (фиг.8). Изделие, на которое наносится покрытие, может иметь форму квадрата (фиг.2), эллипса (фиг.3), цилиндра (фиг.4), параллелограмма (фиг ° 5), прямоугольника (фиг.б).

На подложкодержатель 11 устанавливают обрабатываемое изделие,18 таким образом, чтобы середина изделия в плоскости подложкодержателя 11 была совмещена с вертикальной осью камеры 1. К коллектору 14 прикрепляют сменную парораспределительную оснастку с трубопроводом 16 такого типоразмера, чтобы закрепленные на ней инжекторы 17 отстояли от обрабатываемой детали по крайней мере на расстояние L = 0,02А+1,5 Р =0,2А+

+(0,75+6)d„„„, где А -максимальный габаритный размер обрабатываемой детали в плоскости подложкодержателя;

d,„ — наименьшая величина выходного

1 канала инжектора.

Выходные каналы инжекторов 17 с помощью шаблонов ориентируют относительно обрабатываемой поверхности таким образом, чтобы минимальное расстояние от оси инжектора 17 до обра- . батываемой-им зоны поверхности составляло 8 =(0,5-4)d„, (фиг. 2-6).

Устанавливают кольцевой трубопровод

7 на полувысоте изделия и фиксируют его положение с помощью штифтов 10.

Устройства работает следунщим образом.

Камеру 1 с установленными инжекторами ";7 и изделием 18 закрывают и создают в ней разрежение через патрубок 6. Включают нагреватель 12 изде лия и привод 15 вращения парораспределительной системы или изделия 18.

По достижении на изделии 18 заданной температуры в камеру 1 подают пары исходного соединения через патрубак

5, коллектор 14, трубопровод 16. Через выходные каналы инжекторов 17 пары исходного соединения попадают на обрабатываемую поверхность изделия

18, где располагаются с образованием. твердого осадка вЂ,покрытия и гаэоабразных продуктов реакции, которые под действием струи более тяжелых молекул исходного соединения выносятся за пределы зоны раслажения в направ20 Ф о р м у л а и э обретения

3 142006 ленни кольцевого трубопровода 7 и через патрубок 6 выводятся из камеры.

По истечении заданного времени подачу паров исходного соединения прекращают, выключают вращение и на- грев, деталь 18 извлекают из вакуумной камеры 1.

Получаемые покрытия на деталях сложной формы обладают высокими рав- 10 номерностью и однородностью на значительной протяженности поверхности изделия за счет обеспечения равномерной подачи исходного соединения в зону обработки и равномерного вывода продуктов разложения из зоны обработки.

Как показали экспериментальные данные, при о 0,5 d „„„ ввиду возможных погрешностей установка изделий 18 на подложкодержателе 11 при совмещении середины максимального габаритного размера А и вертикальной оси камеры 1 и при выставлении зазора наблюдается неравномерность и неоднородность получаемых покрытий, обусловленные неравномерностью выноса продуктов разложения из зоны обработки. При 3 ) 4 d „„ в условиях низких разрежений в рабочей камере (давление в камере более 5 10 мм рт.ст.) на изделиях- 18 сложной формы с существенной разностью габаритных размеров (напр. прямоугольных) наблюдается значительная неравномер- З5 ность покрытий, а в отдельных зонах отсутствует покрытие. При установке. инжекторов на расстояние, меньшее, чем определяемое формулой L=0,2А+

+I,5 3, резко снижается величина зоны 40 обработки поверхностииэделий,что ведет к ухудшению равномерности подачи паров исходного соединения в зону обработки, ухудшая равномерность покрытия.

Это характерно для низких разрежений 45 в рабочей камере (давление в камере аФ

5 10 мм рт. ст. ) . При более высо" ких разрежениях в камере (5-1 10 мм рт.ст.) возрастает вероятность ухудшения равномерности и однородности 50

4 покрытий вследствие ухудшения равномерности выноса продуктов разложения иэ эоны обработки.

Пример. На стальную деталь ф300 мм, высотой 120 мм наносили хромовое покрытие путем пиролиза бисареновых соединений хрома при 420+5 С.

Нанесение покрытия осуществлялось из трех инжекторов. Полученная толщина покрытия составляет по длине окружности 12+1 мкм, по высоте изделия12+1 мкм. l

Использование изобретения позволя" ет повысить качество покрытий за счет повьппения их равномерности и однородности

Устройство для нанесения покрытий из газовой фазы, содержащее вакуумную камеру с патрубками подачи исходного соединения и отвода газообразных продуктов разложения, внутрикамерную парораспределительную систему, подложкадержатель, нагреватель иэделий, механизм относительного перемещения подложкодержателя и парараспределительной системы, внутрикамерную систему откачки, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения равномерности и однородности покрытия, а также расширения эксплуатационных воэможностей путем равно мерной подачи исходного соединения в рабочую зону и равномерного вывода продуктов разложения при обработке изделий сложного профиля, внутрикамерная система откачки смонтирована по периметру камеры соосно с подложкодержателем с воэможностью вертикального перемещения и охватывает внутрикамерную парораспределительную систему, причем внутрикамерная парораспределительная система расположена над падложкадержателем и имеет инжекторы, установленные с возможностью поворота.

1420068

1420068

Фиг.б

Фиг. 7

1420068

Составитель Л. Груднева

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинед

Редактор Т.Лазоренко

Заказ 4293/27

Тираж 992 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4