Устройство для получения покрытий из газовой фазы Советский патент 1977 года по МПК C23C11/00 

1

Изобретение относится к устройствам для получения покрытий из газовой фазы, например, при нанесении эмиссионных защитных и других видов покрытий.

По основному авт. св. N° 290064 известно устройство для получения покрытий из газовой фазы, содерл ащее вертикально расположенную реакционную камеру со съемными днищами, имеющими каналы для ввода и вывода газа и сальниковые зплотнения для вертикального закрепления подложки по оси камеры, при этом наружные стенки реакционной камеры и днища снабжены змеевиками для циркуляции теплоносителя, а каналы для ввода и вывода газа расположены соответственно в верхнем и нижнем днищах концентрически относительно подложки под углом 20 ... 60° к ее осн.

Указанное выполнение устройства позволяет регулировать градиент температуры по длине подложки и скорость конвекционного потока, возникающего в аппарате за счет различия температур подложки и стенок реакционной камеры и, таким образом, повысить равномерность осаждения материала по длине изделия. Однако при нанесении локальных покрытий на поверхности изделия наблюдаются значительные потери материала покрытия. Так, при нанесении вольфрамового покрытия на рабочую поверхность цилиндрического изделия из молибдена путем восстановления гексафторида вольфрама водородом для обеспечения прочного сцепления покрытия с основой необходимо поддерживать высокую температуру -700°С на всей поверхности изделия. Поэтому изделие вместе с оснасткой размещают в реакционном пространстве, где обеспечивается достаточный уровень температуры на его поверхности, а участки, на которых не требуется покрытие, закрывают экранами из фольги, укрепленными на самом изделии и оснастке. В этом случае поверхность экранов нагрета до температуры, близкой к температуре на поверхности покрываемого изделия, и осаждение вольфрама происходит как на самом изделии, так и на экранах и оснастке. В результате на поверхность самого изделия попадает лишь 40-50% от общего количества осажденного вольфрама.

Целью изобретения является сокращение расхода осаждаемого материалапри ианесенин локальных покрытий на изделия. Поставленная цель достигается тем, что предложенное устройство снабжено составными коническими экранами, установленными концентрично относительно изделия на съемных днищах реакционной камеры.

На чертеже изобрал.еио предложенное устройство.

Устройство для получения покрытий из газовой фазы содержит реакционную камеру 1 со съемными днищами 2, в которых расположены сальниковые уплотнения 3 для герметичного закрепления нагреваемого изделия 4 в вертикальном положении, смесительные пространства 5, а также каналы 6 для ввода и вывода газовой смеси, расположенные концентрично относительно изделия 4 в съемных днищах 2 под углом 20-60° к оси изделия. Стенки реакционной камеры 1 и съемные днища 2 снабл ены змеевиками (рубашками) 7 для циркуляции теплоносителя. На съемных днищах 2 концентрично относительно изделия 4 установлены составные конические экраны 8 и 9 высокотеплопроводного и коррозионностойкого материала.

Конический экран 8, выполненный в форме усеченного конуса с углом при верщине 20 ... 120°, стационарно установлен на съемном днище 2, а конический экран 9, выполненный в форме кольцевого зуба, обращенного острием в сторону изделия 4 под углом 10 ... 90° к нему, закреплен на конце конического экрана 8. При этом последний расположен относительно изделия 4 с таким расчетом, чтобы температзра его стенок была на 20-200°С ниже минимальиой температуры, при которой начинается осаждение металла из используемой газовой смеси. При более высоких температурах происходит осаждение металла на самих конических экранах и увеличивается расход дорогостоящих и дефицитиых реагентов. При поддерживании более низких температур на конических экранах 8 интенсифицируется отвод тепла и на изделии 4 не обеспечивается температура, необходимая для достижения прочного сцепления покрытия с ним. Зазор между острием кольцевого зуба конического экрана 9 и изделием 4 составляет 0,02-0,2 диаметра последнего.

Предложенная форма экранов не вызывает нарущения конвенционного потока в аппарате и не ухудщает равномерность осаждения покрытия, в то же время малый зазор между коническим экраном 9 и покрываемым изделием 4 затрудняет проникновение реакционной смеси к участкам нагретой поверхности изделия где не требуется нанесения покрытия. Та часть газовой смеси, которая попадает цод конические экраны 9, реагирует с выделением большего объема газообразных продуктов по сравнению с объемом исходной газовой смеси, например:

Wf бгаз + ЗЯагаз W. + бНР,,.

В результате, в зазоре между изделием 4 и кольцевым зубом конического экрана 9 создается противоток продуктов реакции, который еще более уменьшает количество исходной газовой смеси, проникающей под конические экраны 8 и 9.

Использование конических экранов в устройстве при нанесении, например, вольфрамового покрытия на отдельные участки изделия позволяет осаждать на этих участках до 95% материала, подаваемого в реакционную камеру, при этом время нанесения покрытия сокращается в 1,5 раза.

Формула изобретения

Устройство для получения покрытия из газовой фазы по авт. св. № 290064, отличающееся тем, что, с целью сокращения расхода осаждаемого материала при нанесении локальных покрытий на изделия, оно снабжено составными коническими экранами, установленными на съемных днищах реакционной камеры концентрично.