Испаритель для вакуумных установок

Испаритель для вакуумных установок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 476342

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.05.73 (21) 1921804/22-1 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.07.75. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 26.11.75 (51) М. Кл. С 23с 13/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.793.14. .002.52 (088.8) по делам изобретений и откоытий (72) Авторы изобретения

А. Н. )Кунда, А. А. Колуж и М. О. Розенберг при (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро вакуумных покрь

Госплане Латвийской ССР

l (54) ИСПАРИТЕЛЪ ДЛЯ ВАКУУМНЫХ УСТАНОВОК

Изобретение относится к области нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано при испарении металлов с относительно высокой скоростью испарения и низкой точкой ктапения, например кадмия, цинка, и получении на основе этого металлических,покрытий.

Известен испаритель для вакуумных установок, содержащий нагреватель, источник .питания и цилиндрический контейнер с отверстиями по образующей и торцовыми крышками. Контейнер крепится внутри нагревателя и центрируется при помощи керамики, имеющей точки соприкосновения с нагревателем и с контейнером. В процессе работы при испарении металлов на керамике образуется пленка металла, в результате происходит шунтирование нагревателя контейнером, что не стабилизирует скорость испарения.

Цель изобретения — повышение производительности, стабилизация скорости испарения и исключение выброса макрочастиц при испарении металла, путем создания избыточного давления паров, снижения шу нтирующего действия жидкого металла на электрические,параметры испарителя и обеспечения эффективного нагрева иопаряемого металла за счет теплоты излучения нагревателя и,контактной теплопередачи от стенок контейнера.

Это достигается тем, что нагреватель выполпен в виде плоской пластины, укреплен консольно па торцовой крышке внутри контейнера напротив отверстий, причем один полюс источника подключен к свободному концу нагревателя, а другой — к свободной крышке контейнера.

На фиг. 1 представлен испаритель; на фиг. 2 — эквивалентная электрическая схема соединения.

Испаритель состоит из нагревателя 1, источника питания (на чертежах не показан), цилиндрического контейнера 2 с отверстиями

3 по образующей и торцовыми крышками 4 и 5.

Одним концом нагреватель 1 жестко соединен с торцовой крышкой 4 электрическим контактом 6, другим свободно, не касаясь, проходит через торцовую крышку 5 контейнера 2.

Электрический контакт 7 нагревателя 1 и контакт 8 контейнера жестко соединены с контактами внешнего источника питания.

Отверстия 3 в контейнере 2 выполнены разного сечения, причем площадь их увеличивается к периферии контейнера. Выброс макрочастиц испаряемого металла за пределы внутренней полости контейнера 2 полностью исключен размещением на пути прямого распространения частиц испаряемого металла от поверхности испарения к отверстиям 3 контейнера нагревателя 1 в виде плоской пластины.

476342

Нагреватель 1 несет на себе функции экрана. Эффективность действия этого экрана увеличивается тем, что он нагрет до высокой температуры, что вызывает испарение как выброшенных на него макрочастиц, так и частиц молекулярного потока. Тем самым такой экран является самоочищающимся.

Испаритель работает следующим образом.

Иопаряемый металл 3 в виде гранул или обрсзков загружается через отверстия 3 в контейнер 2. Испаритель помещают в вакуумную камеру с .изделиями, подлежащими металлнзации, получают в ней рабочее разрежеí»е и подают на контакты 7 и 8 испарителя начальное напряжение, достаточное для разогрева испаряемого металла 9 до температуры плавления, При этом ток проходит через нагреватель 1, торцовую крышечку 4, контейнер 2 и испаряемый металл 9, как показано на эквивалентной электрической схеме, где ˄— сопротивление нагревателя;

R>; — сопротивление контейнера;

Rnrii — шунтирующее сопротивление исларяемого металла.

Сопротивление нагревателя R>< на порядок превышает сопротивление контейнера R„.

Выбор порядка сопротивлений обеспечивает существенную стабилизацию мощности, так как при Я,»Р„.предопределяющим в изменении мощности при неизменном напряжении на концах испарителя является постоянство

Rrr

Увеличение Я„на два порядка или более по сравнению с R< приводит к тому, что дополнительный нагрев, контейнера 2 оказывается малым для генерации в нем достаточной мощности.

Для вывода испарителя в рабочий режим увеличивают напряжение на контактах 7 и 8 до значения,,при которых |происходит генерация такого уровня мощности в испарителе, при котором обеспечивается заданная тем пература и, следовательно, скорость испарения металла.

1О

Зо

З5

В рабочем режиме в замкнутой области испаритсля создается избьпочное давление паров иопаряемого металла, соответствующее температуре поверхности испарения, и молекулярный поток через отверстия 3 в контейнере

2 испарителя направляется в вакуумный объем камеры, конденсируясь далее на холодных поверхностях. Поскольку давление паров внутри замкнутого объема практически одинаково, распределение объема испаренного металла по длине испарителя будет пропорционально соотношению .площадей сечения отверстий 3 контейнера 2.

Металл 9 эффективно нагревается за счет теплоты излучения нагревателя и контактной твплопередачи от контейнера 2, нагреваемого как потоком лучистой энергии нагревателя, так и от выделения тепла в его материале при прохождении через него электрического тока.

При этом наиболее перегретой областью испаряемого металла будет его поверхность.

Предмет изобретения

Иопаритель для вакуумных установок, содержащий нагреватель, источник питания и закрытый, контейнер с отверстиями .по образующей и торцовьгми крышками, о т л и ч а ющ ий ся тем, что, с целью повышения производительности, стабилизации скорости испарения и исключения вьгброса макрочастиц ари испарении металла путем создания избыточного давления паров, снижения шунтирующего действия жидкого металла на электрические параметры испарителя и обеспечения эффективного нагрева иопаряемого металла за счет теплоты излучения нагревателя и,контактной теплопередачи от стенок контейнера, нагреватель выполнен сплошным, укреплен одним концом на торцовой крышке внутри контейнера напротив отверстий,,причем один полюс источни ка подключен к свободному концу нагревателя, а другой — к свободной крышке контейнера.

476342

Фиг. 1

Испто

noma иг,2

Составитель Л. Анисимова

Редактор О. Филиппова Техред 3. Тараненко

Корректор 3. Тарасова

Типографии, ир. Саимиова, Заказ 2592/15 Изд. ¹ 877 Тирам< 966 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5