Способ нанесения металлического покрытия на диэлектрические волокна

 

Союз Советских

Соцкалистнческнх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц>903327 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.06.80 (21) 2937095729-3Э (5! )М. Кд.

С 03 С 25 02 с присоединенкеет заявки hh (23) Приоритет

3Ьеударетеапай комитет

СССР йо деизм изебретеиий и открытий

Опубликовано 07.02.82. бюллетень hh 5

Дата опу6лнковання описания 10.02.82 (53) >ДК 666.1, :056(088.8) Г. А. Домрачев, Б. И. Петров, А. М. Слуфков.Г, А. Мареков и Г. М. Морозов

4=-=- :::;с 77%.4 (72) - Авторыизобретення (7I) Заявитель

Институт химии AH СССР (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ

HA ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Изобретение относится к способам получения металлических покрытий из газовой фазы путем термического разложения металлорганических соецинений (МОС) на нагретой поверхности пучка волокна, применяемого в рациоэлектронной технике.

Известен способ получения покрытий на электропроводяшие материалы (проволока, нить, лента) путем термического

10 разложения галоицных соединений металлов в тверцом или жидком состоянии, находящихся вблизи нагреваемой нити, проволоки, ленты, за счет теплоизлучения послецних. При провецении металлиэации электропровоцящих материалов их нагрев осуществляется эа счет резистивного нагрева путем поцвоца напряжения на контакты, по которым цвижется покрываемый материал Ш .

Нецостатком этого способа является то, что невозможно осуществить металлизацию непроводяших материалов. Кроме того, нельзя подвести напряжение на волокна, находящиеся в нараллельиом пучке.

Наиболее близким по технической сущ ности и цостигаемому результату к изобретению является способ получения металлических покрытий на непровоцящие материалы (стекловолокно, асбестовая лента, стеклошерсть} путем термического разложения МОС иэ паровой фазы. Согласно цанному способу покрываемый материал ступенчато нагревают и перегревают rlo температуры выше температуры разложения исхопного МОС, затем с помощью газа-носителя (СО ) осуществляют ноцачу прецварительно нагретых паров

MOC из испарителя в зону металлиэации.

Внешняя поверхность покрываемого материала при этом попеременно поцвергается воздействию текущих в противоположных направлениях паров МОС и соответственно металлиэируются сначала одна, потом другая сторона материала (23

Однако данный способ металлизации не позволяет получить оцнороцное по тол3 90332 шине покрытие на волокне диаметром

5-50 мкм в режиме охлажцения, так как отцельное волокно обладает малой теплоемкостью, нецостаточной цля обеспечения испарения МОС за счет теплоизлучения от волокна и, тем более, цля получения равномерного, оцнороцного по толщине и равномерного по длине покрытия. Кроме того, отдельное волокно обладает малой прочностью на разрыв, что вецет к частым1О обрывам волокна при протяжке, т.е. малой производительности процесса в силу того, что металлизация прохоцит при атмосферном цавлении в токе инертного газа (СО ), обладающего. большей теплоемкостью по сравнению с одним волокном, охлаждение тонких волокон происходит быстро, вслецствие контакта газа-носителя с волокном.

Е(ель изобретения — повышение однородности покрытия на волокнах. диаметром

5-50 мкм и повышение произвоцительнос= ти процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нанесения металли-, ческого покрытия на циэлектрическне волокна путем термического разложения металлоорганического соецинения Hs паровой фазы, покрытие наносят на пучок волокон при температуре, превышающей на 100300 С температуру разложения металло-.

39 органического соединения, скорости протягивания волокна 0,2 — 0,5 м/мин а вакуумной камере при давлении 67-1333 Н/лР

Металлизация волокон, нахоцящихся в параллельном пучке (100-10000 отцельных нитей), цостигается испарением МОС за счет теплоизлучения от пучка волокон, облацающего большой суммарной теплоемкостью и находящегося в непосрецственной близости от конценсированнг I фазы разлагаемого NOC Кроме того, волокно, 40 находящееся в параллельном пучке, обладает большей прочностью на разрыв, в результате исключается обрыв волокна при. протяжке, а также не требуется проводить предварительную очистку волокна от замасливателя, нанесенного в результате получения волокна, перец металлизацией, так к ак со зцание вакуум а и перегрева пучк а волокон цо температуры вьые температуры разложения исхоцного МОС © на 100-300 С оказывается цостаточным, чтобы поцготовить поверхность волокна.

Испарение МОС за счет теплоизлучения от прецварительно нагретого волокна, $5 находящегося в непосрецствеиной близости от конденсированной фазы разлагаемого МОС, обеспечивает преимушество в

7 4 том, что отпадает необходимость применять цополнительно испаритель и систему поцвоца паров МОС в зону разложения.

Таким образом, цве операции (испарение

МОС и металлизация) своцятся в оцну.

Прецварительный нагрев волокна цо температуры выше 500ОC (соответствует перегреву волокна цо температуры выше температуры разложения МОС на 300 С) привоцит к цеструкции волокна и оно становится хрупким, что ведет к обрыву при протяжке. Понижение же температуры нагрева волокна менее чем на 10OOC от температуры разложения МОС не цает возможности освобоцить волокно от замасливателя.

Повышение давления выше 1333 Н/м приводит к уменьшению скорости роста пленки и увеличению времени цесорбции продуктов распада МОС, что загрязняет покрытие углеродом. Уменьшение давления ниже 67 Н/м привоцит к образованию а неравномерного покрытия, так как уменьшение времени контакта паров МОС с волокном отрицательно сказывается на сплошностн покрытия.

Скорость протяжки волокна опрецеляется в зависимости от температуры разложения МОС.

Получение металлических покрытий на циалектрические волокна путем термического разложения МОС из паровой фазы зависит от условий проведения процесса и дает возможность использовать практически любые МОС, а, слецовательно, в ецином технологическом цикле получать пленки любых металлов.

Технология способа состоит в следующем.

Металлизацию волокна провоцят в ус-. тановке периоцического действия, состоящей из цвух камер, внешних нагревателей волокна и зоны металлизации. В камеру цля поцачи волокна помешают бобину с волокном, волокно протягивают через нагреватели, зону металлиэации и закрепляют на бобине в принимающей камере.

Установку вакуумируют до остаточного цавления 67-1333 Н/м, включают нага реватели и осуществляют непрерывную поцачу нагретого волокна.в зону металлизации. При атом в зону металлизации постоянно поцают исхоцное МОС. Намотка металлизированного волокна осуществляется на вращающуюся бобину принимающей камеры. Скорость протяжки волокна при атом 0,2-0,5 м/мин.

5 903327. 6

П р и м е p . В камеру, подающую во- новременно происходит испарение оклокно, помешают бобину с базальтовым такарбонилдикобальта за счет теплоизлуволокном, сложенным иэ 10000 отдель- чения от волокна, разложение МОС на ных параллельных нитей,,протягивают его поверхности волокна и нанесение равночерез нагреватели, зону металлизации и S мерного кругового покрытия кобальтом на закрепляют на бобине в принимающей ка- каждом отдельном волокне. мере. В дозатор загружают кристалличес- Аналогично металлнзируют стеклянные кий октакарбонилдикобальт. Систему ва- и кварцевые волокна. куумируют до остаточного давления В качестве исходных МОС применяют

1333 Н/м", включают нагреватели(300 С) 30 октакарбонилдикобальт, бисэтилбензолхром, и осуществляют подачу волокна в зону ацетилацетонат меди, триизобутилалюмиметаллизации. Металлизированное кобаль- ний и другие, При этом скорость про том волокно наматывается на бобину в тяжки волокна и температура нагрева asia принимающей камере со скоростью висят от температуры разложения исход-.

0,3 мlмин. В этих условиях перед метал-. l5. ного МОС. ливадией удаляется эамасливатель с во- Данные по осаждению покрытий на волокон, которым оно обрабатывается. Од- локна приведены в таблице.

Исходное МОС и С корость прот ки волокна, мlмин пер атура дварительного рева волокна, ОС

ываемы иал кно) 0,3

0,2

0,2

Октакарбо- Базальтовое нилдикоб альт Стеклянное

Кварцевое

350

Базальтовое

Стеклянное

Кварцевое

500

0,2-0, 3

0,4

0,3

Ацетилацетонат меди

500

Бис - этилбен- Базальтовое зол хром Стеклянное

Кварцевое

0,4

0,3

0,2

Базальтовое

Стеклянное

Кварцевое

-.-: Триизобутил ; алюминий

450

0,5

0,3

0,3

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ. 7/3 Тираж 506 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ нанесения металлического покрытия на диэлектрические волокна путем S термического разложения металлоорганического соединения иэ паровой фазы. о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения однородности покрытия на волокнах диаметром 5-50 мкм и повышения о производительности процесса, покрытие наносят на пучок волокон при темнерату ре, превышающей на 100-300"С температуру разложения металлоорганнческого соединения, скорости протягивания волокна 0,2-0,5 мlмин в вакуумной камере при давлении 67-1333 Н/м .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Германии N 533644, кл. 48в-11/04, опублик . 1931.

2. Патент ФРГ М 1196466, кл. С 04 В, опублик. 1966.