RU2194088C2 - Gaseous-vapor deposition apparatus - Google Patents
Gaseous-vapor deposition apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194088C2 RU2194088C2 RU2000130681/02A RU2000130681A RU2194088C2 RU 2194088 C2 RU2194088 C2 RU 2194088C2 RU 2000130681/02 A RU2000130681/02 A RU 2000130681/02A RU 2000130681 A RU2000130681 A RU 2000130681A RU 2194088 C2 RU2194088 C2 RU 2194088C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- reaction chamber
- chamber
- substrate holder
- evaporator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к получению неорганических покрытий осаждением из парогазовой фазы при разложении химических соединений, например, металлоорганических (МОС), в частности к устройствам для осаждения химически стойкого и износостойкого карбидохромового покрытия, например при изготовлении быстро изнашиваемых деталей насосного, грануляционного, электролизерного и другого оборудования (валы, втулки защитные, шнеки, шпильки и т.д.) и может найти применение в машиностроении, геологоразведке, нефти и газохимии, нефти и газодобыче. The invention relates to the production of inorganic coatings by vapor deposition during the decomposition of chemical compounds, for example, organometallic (MOC), in particular to devices for the deposition of chemically resistant and wear-resistant carbidochrome coatings, for example, in the manufacture of rapidly wearing parts of pumping, granulation, electrolysis and other equipment ( shafts, protective sleeves, screws, studs, etc.) and can find application in mechanical engineering, exploration, oil and gas chemistry, oil and gas production.
Известно устройство для химического осаждения покрытий из паровой фазы, содержащее горизонтальную камеру с размещенными в ней подложкодержателем, средствами ввода реагентов и отвода продуктов реакции, нагреватель обрабатываемых изделий, привод поступательного перемещения подложткодержателя вдоль камеры относительно средств ввода реагентов и отвода продуктов реакции и привод вращения изделия, отличающееся тем, что оно снабжено съемной рамкой с поперечными опорными дорожками, толкателем, смонтированным на направляющей, и кареткой, установленной в рамке с возможностью возвратно-поступательного перемещения с подложкодержателем поперек камеры и кинематически связанной с толкателем, при этом каретка выполнена с вертикальными штырями для установки между ними изделий на опорных дорожках, а направляющая толкателя кинематически соединена с приводом вращения изделий (авт. св. СССР 1513949, МКИ С 23 С 16/00, 1984). A device for the chemical deposition of coatings from the vapor phase, containing a horizontal chamber with a substrate holder placed therein, means for introducing reagents and removal of reaction products, a heater for the processed products, a translational movement of the substrate holder along the chamber relative to the means for introducing reagents and removal of reaction products and a product rotation drive, characterized in that it is provided with a removable frame with transverse support tracks, a pusher mounted on a guide, and a carriage, mounted in a frame with the possibility of reciprocating movement with a backing holder across the chamber and kinematically connected to the pusher, the carriage made with vertical pins for mounting the products between them on the support tracks, and the guide of the pusher kinematically connected to the rotation drive of the products (ed. St. USSR 1513949, MKI S 23 S 16/00, 1984).
Недостатками известного устройства является сложная кинематическая схема, обуславливающая определенные трудности при эксплуатации, оно предназначено только для покрытия деталей цилиндрической формы одинакового по всей длине диаметра. The disadvantages of the known device is the complex kinematic scheme, which causes certain difficulties during operation, it is intended only to cover parts of cylindrical shape with the same diameter along the entire length.
Наиболее близким техническим решением является устройство для осаждения покрытий из парогазовой фазы, содержащее горизонтальную цилиндрическую реакционную камеру с ограничительной вставкой, валом и подложкодержателем внутри, нагреватель изделий на наружной поверхности камеры, патрубки для ввода исходного химического соединения и отвода продуктов реакции перпендикулярно валу (оси) рабочей камеры, расположенные соосно друг другу соответственно в верхней и нижней частях камеры, и привод вращения вала, снабженный винтовой передачей для обеспечения одновременного вращательного и поступательного движения обрабатываемого изделия (авт. св. СССР 1338451, МКИ С 23 С 16/00, 1988). The closest technical solution is a device for the deposition of coatings from the vapor-gas phase, containing a horizontal cylindrical reaction chamber with a restrictive insert, a shaft and a substrate holder inside, a heater of products on the outer surface of the chamber, pipes for introducing the initial chemical compound and removing reaction products perpendicular to the working shaft (axis) cameras located coaxially to each other in the upper and lower parts of the camera, and a shaft rotation drive provided with a helical gear for I provide simultaneous rotational and translational motion of the workpiece (ed. St. USSR 1338451, MKI C 23 C 16/00, 1988).
Недостатками известного устройств являются низкий коэффициент использования исходного химсоединения, т.к. значительная его часть разлагается на внутренней поверхности камеры вследствие ее перегрева; повышенный расход электроэнергии вследствие необходимости нагрева обрабатываемых изделий за счет теплоизлучения от стенок камеры; устройство предназначено для покрытия только одного удлиненного изделия цилиндрической формы; недостаточная надежность и ресурсоспособность устройства за счет отсутствия высокоэффективной азотной ловушки и других устройств для улавливания продуктов распада приводит к засорению вакуумных насосов и преждевременному выходу их из строя, а перегрев вала внутри камеры приводит к осаждению на нем покрытия и быстрому выходу из строя уплотнительных колец и в итоге разгерметизации камеры и нарушению процесса. The disadvantages of the known devices are the low utilization of the initial chemical compounds, because a significant part of it decomposes on the inner surface of the chamber due to its overheating; increased energy consumption due to the need to heat the processed products due to heat radiation from the walls of the chamber; the device is intended to cover only one elongated cylindrical product; insufficient reliability and serviceability of the device due to the lack of a high-efficiency nitrogen trap and other devices for trapping decay products leads to clogging of vacuum pumps and premature failure of them, and overheating of the shaft inside the chamber leads to deposition of the coating on it and to rapid failure of the sealing rings and the result of the depressurization of the camera and the violation of the process.
Техническим результатом изобретения является повышение качества покрытий, производительности процесса нанесения МОС и эффективности использования исходных реагентов путем полного использования наносимых компонентов и энергоресурсов за счет увеличения скорости нанесения покрытий при сохранении качества и исключения перегрева внутренней поверхности камеры, расширение функциональных возможностей путем нанесения покрытий на изделия различной конфигурации и размеров. The technical result of the invention is to improve the quality of coatings, the performance of the MOC deposition process and the efficiency of using the starting reagents by making full use of the applied components and energy resources by increasing the speed of coating while maintaining quality and eliminating overheating of the inner surface of the chamber, expanding functionality by coating various products and sizes.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для осаждения покрытий из парогазовой фазы на поверхность изделий, содержащем горизонтальную цилиндрическую реакционную камеру с нагревателем изделия и введенным через торцевую крышку валом с закрепленным на нем подложкодержателем, испарителем для ввода исходных реагентов в верхней части камеры, связанным с системой дозирования, патрубок для отвода продуктов реакции в нижней части камеры, снабженный азотной ловушкой и сборником конденсата и связанный с системой вакуумной откачки, привод для вращательно-поступательного перемещения подложкодержателя с обрабатываемыми изделиями, реакционная камера снабжена глухими герметичными карманами для размещения основных электронагревателей по периферии и образующими зоны интенсивного нагрева и осаждения, стенка камеры изнутри облицована с небольшим зазором полированными отражателями, обращенными своей зеркальной поверхностью внутрь камеры, а снаружи снабжена рубашками для воздушного охлаждения, вал, расположенный на оси камеры, выполнен с глухой полостью, внутри которой установлен съемный подпружиненный держатель, а подложкодержатель выполнен в виде барабана из четырех смежных закрепленных на общей опорной втулке дисков, из которых два внутренних диска выполнены с соосными отверстиями для размещения с зазором покрываемых изделий, а два внешних выполнены сплошными ограничителями с осевыми зазором, при этом испаритель для ввода реагентов выполнен в виде термостатированной герметичной емкости, снабженной в днище выводным патрубком, соединяющим испаритель с реакционной камерой, а в крышке сифонной трубкой для ввода исходных реагентов и запорным клапаном, установленным соосно с выводным патрубком, на котором в нижней части закреплен направляющий паропровод, кроме того, реакционная камера внутри снабжена телескопическим отражателем, насаженным на конец вала и выполненным из нескольких цилиндрических телескопически связанных трубок, при этом внутренняя и внешняя трубки жестко закреплены соответственно на валу и на опорной втулке вала к торцу камеры, а привод винтовой передачи выполнен в виде ходовой гайки, заключенной в откидывающемся корпусе, ходовой винт жестко связан с валом через подшипниковый узел посредством съемного штыря, а вал снабжен дисковым фиксатором, патрубок для отвода продуктов реакции снабжен парогазоотводным трубопроводом с электронагревателем внутри и емкостью с десорбентом, располагаемыми соответственно перед ловушкой и после ловушки, соединенной со сборником конденсата, при этом морозильная камера азотной ловушки выполнена в виде кожухотрубчатого теплообменника с суммарным условным проходом теплообменных труб, вдвое превышающим условный проход присоединяемого к ловушке вакуумного трубопровода, а в системе вакуумной откачки между азотной ловушкой и форвакуумным механическим насосом предусмотрен пароструйный бустерный насос, испаритель, содержащий патрубок, выполнен с двойными стенками в виде или раструба, или продольного щелевого коллектора, или изогнутого под определенным углом колена. The technical result is achieved by the fact that in the device for deposition of coatings from the vapor-gas phase on the surface of the products, containing a horizontal cylindrical reaction chamber with a product heater and a shaft inserted through the end cover with a substrate holder fixed to it, an evaporator for introducing the initial reagents in the upper part of the chamber dosing system, a pipe for the removal of reaction products at the bottom of the chamber, equipped with a nitrogen trap and a condensate collector and connected to a vacuum pumping system ki, a drive for rotational-translational movement of the substrate holder with the products to be processed, the reaction chamber is equipped with deaf hermetic pockets to accommodate the main electric heaters on the periphery and forming zones of intense heating and deposition, the chamber wall is lined with polished reflectors with a small gap facing their mirror surface into the chamber, and on the outside it is equipped with jackets for air cooling, the shaft located on the axis of the chamber is made with a blind cavity, inside a removable spring-loaded holder is installed, and the substrate holder is made in the form of a drum of four adjacent discs mounted on a common support sleeve, of which two internal discs are made with coaxial holes for placement with a gap of the coated products, and two external ones are made of solid stops with axial clearance, while the evaporator for introducing reagents is made in the form of a thermostatic sealed container equipped with an outlet pipe at the bottom connecting the evaporator to the reaction chamber, and in the lid there is a siphon a threaded tube for inputting the starting reagents and a shut-off valve mounted coaxially with the outlet pipe, on which the guide steam line is fixed at the bottom, in addition, the reaction chamber inside is equipped with a telescopic reflector mounted on the shaft end and made of several cylindrical telescopically connected tubes the inner and outer tubes are rigidly fixed respectively on the shaft and on the shaft support sleeve to the end of the chamber, and the screw drive is made in the form of a spindle nut, enclosed in a folding In the housing, the lead screw is rigidly connected to the shaft through the bearing assembly by means of a removable pin, and the shaft is equipped with a disk lock, the pipe for the removal of reaction products is equipped with a steam and gas outlet pipe with an electric heater inside and a container with desorbent located respectively before the trap and after the trap connected to the condensate collector wherein the nitrogen trap freezer is made in the form of a shell-and-tube heat exchanger with a total nominal pass of heat-exchange pipes twice as high as an explicit passage of the vacuum pipeline connected to the trap, and in the vacuum pumping system between the nitrogen trap and the fore-vacuum mechanical pump, a steam jet booster pump is provided, the evaporator containing the nozzle is made with double walls in the form of a socket, or a longitudinal slotted collector, or a bend at a certain angle .
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено устройство для осаждения покрытий из парогазовой фазы в разрезе, на фиг.2 показан поперечный разрез реакционной камеры А-А, на фиг.3 - вид Б фиг.1, на фиг.4 - вид В фиг.1, на фиг.5 - разрез Г-Г фиг.3, на фиг.6 - разрез Д-Д фиг. 4, на фиг.7 - разрез направляющего паропровода, выполненного в виде щелевого коллектора, на фиг. 8 - сечение Е-Е фиг.7, на фиг.9 - разрез направляющего паропровода, выполненного в виде изогнутого колена, на фиг.10 - разрез раздвижного отражателя. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 schematically shows a device for deposition of coatings from a vapor-gas phase in a section, in Fig. 2 shows a cross section of a reaction chamber A-A, in Fig. 3 is a view B of Fig. 1, in Fig. 4 - view In figure 1, figure 5 is a section GG of figure 3, figure 6 is a section DD DD of fig. 4, FIG. 7 is a sectional view of a steam guide made in the form of a slotted collector; FIG. 8 is a cross-section EE of FIG. 7, FIG. 9 is a sectional view of a steam guide made in the form of a bent elbow, and FIG. 10 is a sectional view of a sliding reflector.
Устройство включает реакционную камеру 1, привод 2 вращательного и поступательного движения вала, парогазоотводной трубопровод 3 с нагревателем и азотной ловушкой 4, емкость с десорбентом 5, сборник конденсата 6, а для создания вакуума и откачки парогазовых продуктов распада (разложения МОС) форвакуумный механический насос 7 и бустерный паромасленный насос 8, вакуумные трубопроводы 9 и вакуумную арматуру 10, смонтированные на общей раме (не показана). The device includes a reaction chamber 1, a rotational and translational shaft drive 2, a steam and gas outlet pipe 3 with a heater and a nitrogen trap 4, a container with a desorbent 5, a
Реакционная камера 1 состоит из корпуса 11, торца 12, откидной крышки 13, полого вала 14, введенного в камеру через торец 12 держателя 15 с вставленным в полость вала 14 с возможностью фиксации относительно вала и закрепленного на конце его подложкодержателя 16 с помощью пружины 17 и телескопического отражателя 18. На корпусе камеры 11 в средней его части расположены автономный испаритель 19 и газоотводный патрубок 20, расположенные перпендикулярно оси соответственно вверху и внизу камеры. Для увеличения производительности корпус 11 может содержать два и более автономных испарителей 19 и газоотводных патрубков 20, расположенных по длине в средней части на корпусе камеры (например, для покрытия длинномерных изделий). Торец 12 снабжен по периферии глухими герметичными карманами 21 с размещенными внутри них основными электронагревателями 22, образуя внутри камеры зону интенсивного нагрева 23 и зону осаждения 24. Внутренняя поверхность камеры 1 облицована с небольшим зазором (5-10 мм) тонколистовой полированной нержавеющей сталью в виде отражателей 25, 26 и 27, своей вертикальной поверхностью обращенных внутрь камеры. Корпус 11 камеры 1 снаружи снабжен рубашками 28 и 29 для принудительного воздушного охлаждения (см. фиг.2). The reaction chamber 1 consists of a housing 11, an end 12, a hinged lid 13, a
Камера герметизирована по валу 14 с помощью вакуумного уплотнителя 30. Автономный испаритель 19 состоит из герметичной емкости 31, выводного патрубка 32 в нижней части емкости, соединяющего испаритель с внутренней полостью камеры 1, сифонной трубки 33 для подачи исходного химсоединения в испаритель, клапана 34 для перекрытия выводного патрубка 32 и рубашки 35 для термостатирующей жидкости, поступающей в рубашку от термостата (не показан). Вместо термостата возможно применение электронагревателя. Телескопический отражатель 18 состоит (см. фиг.10) из нескольких телескопически связанных входящих в друг друга трубок: наружной 36, промежуточной 37 и внутренней 38, при этом наружная трубка 36 укреплена на опорной втулке 39 торца 12, а внутренняя трубка 38 на валу 14. The chamber is sealed on the
Подложкодержатель 16, укрепленный на конце держателя 15, содержит четыре смежных диска 40 и 41, укрепленных на общей втулке 42, из которых два внутренних диска 40 выполнены по периферии с соосными отверстиями, охватывающими обрабатываемые изделия 43 с радиальным зазором, а два внешних диска 41 служат ограничителями, охватывающими изделия с осевым зазором. Подложкодержатель указанной конструкции представлен в устройстве как частный случай для обработки изделий цилиндрической формы. Конструкция его определяется формой и габаритами покрываемых изделий. Для обработки массивных изделий (например, валов большого диаметра) в камере предусмотрена установка около откидной крышки 13 люнета 44 (см. фиг.4 и 6), состоящего из центральной опоры 45 с центром 46 и тремя резьбовыми бобышками 47, отстоящими друг от друга на угол 120o, и трех ввинченных в бобышки стоек 48 с воротками 49.The substrate holder 16, mounted on the end of the
Привод 2 включает (см. фиг.1 и 3), например, реверсивный электропривод 50 с регулируемым числом оборотов, червячный редуктор 51 с полным тихоходным валом, клиноременную передачу 52, связывающую вал электропривода 50 с быстроходным валом редуктора 51, винт ходовой 53, жестко соединенный с валом 14 через подшипниковый узел 54, гайку ходовую 55, заключенную в откидной корпус 56, шлицевую втулку 57, закрепленную на валу редуктора и выполненную с отверстием для прохода винта ходового, съемный штырь 58 для обеспечения жесткой связи ходового винта с валом 14, укрепленный на валу дисковый фиксатор 59 и стопор 60. The drive 2 includes (see Figs. 1 and 3), for example, a reversible electric drive 50 with an adjustable speed, a
Для передачи крутящего момента на ходовой винт в шлицевой втулке 57 установлена шпонка 61 с возможностью скольжения по лыске ходового винта. To transmit torque to the lead screw in the
Парогазоотводный трубопровод 3 снабжен электронагревателем 62, например трубчатым электронагревателем, введенным внутрь через крышку 63. Азотная ловушка 4 содержит внутри морозильную камеру 64, выполненную в виде кожухотрубчатого теплообменника с теплообменными трубками 65, при этом жидкий азот заливают в межтрубное пространство морозильной камеры. Суммарный условный проход трубок 65, как минимум, вдвое превышает условный проход присоединяемого к ловушке вакуумного трубопровода 9. Емкость 5 заполнена десорбентом 66, например активированным углем. Внутри камеры 1 на выводном патрубке 32 крепится направляющий паропровод, который может быть выполнен (см. фиг. 2, 7, 8 и 9) либо в виде раструба 67, либо в виде щелевого коллектора 68, либо в виде изогнутого под определенным углом колена 69. Указанные направляющие паропроводы снабжены снаружи кожухами 70, 71 и 72, образующими вакуумную прослойку 73 для предохранения паропроводов от перегрева. The steam-gas exhaust pipe 3 is equipped with an electric heater 62, for example, a tubular electric heater inserted inside through the cover 63. The nitrogen trap 4 contains a freezer 64 inside, made in the form of a shell-and-tube heat exchanger with heat exchange tubes 65, while liquid nitrogen is poured into the annulus of the freezer. The total conditional passage of the tubes 65 is at least twice the conditional passage of the vacuum pipe 9 connected to the trap. The container 5 is filled with desorbent 66, for example, activated carbon. Inside the chamber 1, a guide steam line is mounted on the
В зависимости от формы покрываемых изделий возможно сочетание двух и более направляющих парогазопроводов, например, для обработки рабочего колеса центробежного насоса возможно применение раструба для направления парогазового потока на наружную поверхность колеса и изогнутого под прямым углом колена для подачи пара в центральное отверстие колеса во внутреннюю полость, образованную лопатками и торцевыми стенками, при этом подача пара может осуществляться от двух автономных испарителей, разнесенных по длине камеры. Depending on the shape of the products to be coated, a combination of two or more steam and gas guide lines is possible, for example, for treating the impeller of a centrifugal pump, it is possible to use a bell to direct the gas-vapor flow to the outer surface of the wheel and a bend at a right angle to supply steam to the central hole of the wheel into the inner cavity, formed by the blades and the end walls, while the steam can be supplied from two autonomous evaporators spaced along the length of the chamber.
Подача пара, газа в щелевой коллектор 68 в зависимости от его протяженности может осуществляться от двух и более автономных испарителей. The supply of steam, gas to the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Вал 14 переводится в крайнее правое положение. Крышка 13 откинута. Держатель 15 в сборе с подложкодержателем 16 и обрабатываемыми изделиями 43 вставляют в полость вала 14 до упора, поворачивают на определенный угол и фиксируют от поворота с помощью пружины 17 и штифтов на валу, заходящих в пазы держателя. Вал 14 с держателем и подложкодержателем переводят в крайнее левое положение. Откидную крышку 13 закрывают. The
Для перевода вала 14 в то или иное крайнее положение ему придают либо вращательно-поступательное движение, либо только поступательное. В первом случае привод работает в режиме: гайка ходовая 55 зафиксирована в корпусе 56, штырь 58 вставлен в отверстие вала 14, стопор 60 не находится в закреплении с дисковым фиксатором 5. Во втором случае привод работает в режиме: гайка ходовая 66 зафиксирована в корпусе 56, штырь 58 вынут, стопор 60 убран. To translate the
Для осуществления только вращательного движения вала (без осевого перемещения) корпус 56 откинут, штырь 58 вставлен в отверстие вала 14, стопор 60 находится в зацеплении с дисковым фиксатором 59. Включают форвакуумный насос 7, открывают клапаны КВ1 и КВ2, откачивают бустерный насос 8 и азотную ловушку 4, включают электронагреватель бустерного насоса 8. "Замораживают" азотную ловушку, для чего из криогенного сосуда (не показан) жидкий азот подают в межтрубное пространство морозильной камеры 64, открывают клапан КВ4, откачивают камеру 1. Включают основные электронагреватели 21 для нагрева обрабатываемых изделий до температуры осаждения покрытия. При выходе бустерного насоса на рабочий режим закрывают клапан КВ1 и открывают КВ3, при этом откачка камеры осуществляется бустерным насосом, обеспечивающим более глубокий вакуум. При достижении в камере требуемого разрежения и рабочей температуры на подложке 43 включают дозатор (не показан) подачи исходного продукта в автономный испаритель 19, где происходит переход продукта в паровую фазу. Включают электропривод 50 и осуществляют вращательно-поступательное движение вала 14, а вместе с ним держателя 15 с подложкодержателем 16. To carry out only the rotational movement of the shaft (without axial movement), the
Парогазовая фаза из автономного испарителя 19 через выводной патрубок 32 и направляющий паропровод 67 поступает в зону осаждения 24, через которую поступательно с одновременным вращением проходит подложкодержатель с деталями цилиндрической формы, в свою очередь перекатывающимися вокруг собственной оси в отверстиях дисков 40, что обеспечивает получение на их поверхности равномерных по толщине и качеству покрытий, например, карбидохромовых в результате разложения паровой фазы хромоорганического соединения (например, бисаренхроморганической смеси БАРХОС). Твердая фаза покрытия формируется на поверхности деталей. The vapor-gas phase from the self-contained
Парогазовые продукты разложения с помощью вакуумной откачки через штуцер 20 и газоотводный патрубок 3, где происходит дораспад неразложившейся части исходного продукта, поступают в азотную ловушку 4, где паровая фаза части продуктов реакции, проходя через трубки 65 морозильной камеры, конденсируется на их стенках (например, этилбензол в случае применения БАРХОС), а газовая фаза (например, водород) через вакуумные насосы 8 и 7 поступает через вытяжную вентиляцию в атмосферу. Для наращивания толщины покрытия возможно прохождение подложкодержателя через зону осаждения в несколько приемом, причем в автоматическом режиме через конечные выключатели, установленные в крайних положениях вала на расстоянии длины изделия. The vapor-gas decomposition products by vacuum pumping through the
Нанесение покрытия на изделие, например, типа рабочего колеса центробежного насоса осуществляется с применением только вращательного движения вала (без осевого перемещения). The coating of the product, for example, the type of impeller of a centrifugal pump, is carried out using only the rotational movement of the shaft (without axial movement).
По окончании процесса отключают дозатор, перекидывают выводной патрубок 32 клапаном 34, отключают электронагреватели 22, переводят вал в крайнее правое положение, отключают электропривод 50, закрывают клапан КВ4, напускают в камеру воздух через натекатель (не показан), открывают крышку 13, извлекают держатель 15 с подложкодержателем и покрытыми изделиями. Процесс закончен. Затем устанавливают в камере подготовленный держатель с новыми изделиями. Крышку 13 закрывают. Процесс осаждения повторяется. At the end of the process, the dispenser is turned off, the
В конце смены (при односменной работе) ловушка 4 размораживается, при этом продукты распада переходят в жидкую фазу и стекают через емкость 5 с адсорбентом 66 в сборник 6. В емкости 5 конденсат очищается от остатков исходного продукта. Очищенный конденсат (например, этилбензол), находящийся в сборнике 6, подлежит утилизации. At the end of the shift (during single-shift operation), trap 4 is thawed, while the decomposition products pass into the liquid phase and flow through the container 5 with adsorbent 66 into the
Снабжение внутренней полости камеры по ее периферии через торцовую крышку глухими герметичными карманами для размещения электронагревателей с образованием зон интенсивного нагрева и осаждения, облицовка с малым зазором внутренней поверхности камеры тонколистовой полированной нержавеющей сталью с зеркальной поверхностью и размещение на наружной поверхности камеры рубашек воздушного охлаждения позволят резко сократить паразитный расход исходного сырья путем исключения термораспада на стенках камеры, уменьшить удельный расход электроэнергии, сократить продолжительность нагрева изделий до рабочей температуры. Высокая отражательная способность полированной стали обеспечит направленный тепловой поток в сторону обрабатываемых изделий. The supply of the inner cavity of the chamber along its periphery through the end cap with deaf hermetic pockets for placement of electric heaters with the formation of zones of intense heating and deposition, the lining with a small gap of the inner surface of the chamber with polished sheet stainless steel with a mirror surface and the placement of air-cooling jackets on the outer surface of the chamber will dramatically reduce spurious consumption of feedstock by eliminating thermal decomposition on the walls of the chamber, to reduce the specific consumption of ele electricity, reduce the duration of heating products to operating temperature. High reflectivity of polished steel will provide directed heat flow towards the workpiece.
Размещение электронагревателей (например, воздушных трубчатых) в герметичных карманах, находящихся при атмосферном давлении, создает нормальные условия для их эксплуатации, позволяет производить быструю замену сгоревших электронагревателей. Placing electric heaters (for example, air tubular) in airtight pockets that are at atmospheric pressure creates normal conditions for their operation, allows for quick replacement of burnt electric heaters.
Рубашки для принудительного воздушного охлаждения предохраняют перегрев как самих стенок камеры, так и близко расположенных отражателей из полированной стали. В зоне осаждения, располагаемой в секторе между крайними верхними карманами, обеспечиваются оптимальные условия для образования покрытия на изделиях, прогретых до рабочей температуры. Shirts for forced air cooling prevent overheating of both the walls of the chamber itself and closely spaced reflectors made of polished steel. In the deposition zone, located in the sector between the upper upper pockets, optimal conditions are provided for the formation of a coating on products heated to operating temperature.
Наличие держателя внутри полого вала обеспечивает быстрый съем обработанных деталей, не дожидаясь их остывания. Устанавливаемый на держателе подложкодержатель, выполненный в виде барабана из четырех закрепленных на общей втулке дисков, из которых два внутренних имеют соосные отверстия, охватывающие с радиальным зазором обрабатываемые изделия, а два внешних являются ограничителями, охватывающими изделия с осевым зазором, позволяет покрывать одновременно партию деталей, при этом равномерность покрытий обеспечивается вращением изделий как вокруг оси камеры, так и вокруг собственной оси изделий. The presence of the holder inside the hollow shaft provides quick removal of the processed parts without waiting for them to cool. The substrate holder mounted on the holder, made in the form of a drum of four disks fixed to a common sleeve, of which two internal have coaxial holes covering the workpiece with a radial clearance, and two external are limiters covering the product with an axial clearance, it allows you to simultaneously cover a batch of parts, the uniformity of coatings is ensured by the rotation of the products both around the axis of the chamber and around its own axis of the products.
Автономный испаритель, выполненный в виде термостатированной при температуре испарения исходного химсоединения герметичной емкости, снабженной в днище выводным патрубком для связи с полостью камеры, а в крышке сифонной трубкой для подвода химсоединения и установленным соосно с патрубком запорным клапаном для отсекания испарителя от полости камеры, обеспечивает постоянные оптимальные условия для испарения химсоединения, а следовательно, стабильность процесса осаждения и высокое качество покрытий. A self-contained evaporator, made in the form of a sealed container thermostatically controlled at the temperature of the initial chemical connection, equipped with an outlet pipe in the bottom for communication with the chamber cavity, and in the lid a siphon tube for supplying the chemical connection and a shut-off valve installed coaxially with the pipe to shut off the evaporator from the chamber cavity, provides constant optimal conditions for the evaporation of the chemical compound, and therefore, the stability of the deposition process and high quality coatings.
С учетом того что ряд исходных металлоорганических соединений представляет смесь близких по составу и свойствам аналогов, но кипящих при разных температурах (например, БАРХОС), стабильность заданной температуры испарения, при которой испаряются все составляющие, играет огромную роль (например, 250oС для БАРХОС). Кроме того, постоянная скорость испарения исходного соединения определяет при неизменных температуре и скорости откачки постоянную скорость осажденного покрытия.Taking into account the fact that a number of initial organometallic compounds are a mixture of analogues in composition and properties, but boiling at different temperatures (for example, BARCHOS), the stability of a given evaporation temperature at which all components evaporate plays a huge role (for example, 250 o С for BARCHOUS ) In addition, the constant evaporation rate of the starting compound determines, at constant temperature and pumping speed, the constant speed of the deposited coating.
Применение закрепленного на выходном патрубке направляющего паропровода различного исполнения с двойными стенками: раструб, щелевой продольный коллектор, изогнутое под углом колено (или их комбинаций) позволяет максимально приблизить паровой поток к покрываемой поверхности изделий различной конфигурации, в т.ч. к трудно доступным местам, и тем самым ускорить процесс осаждения и повысить качество и равномерность покрытий. Двойные стенки паропровода, разделенные вакуумным пространством, предохраняют внутреннюю поверхность от перегрева и преждевременного термораспада паровой фазы. Применение дополнительной опоры в виде съемного люнета со стороны крышки камеры позволяет покрывать массивные изделия без ущерба для вала и подшипников скольжения в опоре вала. Применение внутри камеры раздвижного отражателя, выполненного из нескольких цилиндрических телескопически связанных патрубков, из которых внутренний патрубок жестко связан с валом, а внешний - с опорной бобышкой вала в крышке камеры, предохраняет вал от перегрева и образования на нем покрытия, а это в свою очередь обеспечивает нормальные условия для работы вакуумного резинового уплотнения на валу и позволяет избежать опасность разгерметизации камеры. The use of a guiding steam line of various designs with double walls fixed on the outlet pipe: a bell, a slotted longitudinal collector, an elbow bent at an angle (or combinations thereof) makes it possible to bring the steam stream as close as possible to the surface of products of various configurations, including to hard to reach places, and thereby speed up the deposition process and improve the quality and uniformity of coatings. Double walls of the steam pipe, separated by a vacuum space, protect the inner surface from overheating and premature thermal decomposition of the vapor phase. The use of an additional support in the form of a removable rest on the side of the camera lid allows you to cover massive products without damage to the shaft and sliding bearings in the shaft support. The use of a sliding reflector inside the chamber made of several cylindrical telescopically connected nozzles, of which the inner nozzle is rigidly connected to the shaft, and the outer one with the shaft support boss in the chamber cover, protects the shaft from overheating and coating on it, and this, in turn, ensures normal conditions for the operation of the vacuum rubber seal on the shaft and avoids the danger of depressurization of the chamber.
Благодаря тому что гайка ходовая винтовой передачи в приводном устройстве заключена в откидывающийся корпус, ходовой винт жестко связан с валом через подшипниковый узел посредством быстросъемного штыря, а вал снабжен дисковым фиксатором, подложкодержатель с изделиями может получать по необходимости вращательное движение без поступательного, поступательное без вращения и вращательно-поступательное, что значительно расширяет технологические возможности предлагаемого устройства. Due to the fact that the screw drive screw nut in the drive device is enclosed in a folding housing, the screw screw is rigidly connected to the shaft through the bearing assembly by means of a quick-detachable pin, and the shaft is equipped with a disk lock, the substrate holder with the products can receive rotational motion without translational, translational without rotation and rotational-translational, which greatly expands the technological capabilities of the proposed device.
Размещение в газоотводном трубопроводе перед азотной ловушкой электронагревателя позволит осуществить дораспад неразложившейся части исходного химсоединения и предотвратить его попадание в ловушку, а установка после ловушки емкости с десорбентом (например, активированным углем) позволит очистить поступающий из ловушки в сборник конденсат от проникших в ловушку остатков исходного химсоединения. Выполнение морозильной камеры ловушки в виде кожухотрубчатого теплообменника с удвоенным общим условным проходом теплообменных труб по сравнению с вакуумным трубопроводом резко повысит эффективность улавливания паровой фракции парогазового потока и проходимость ловушки. Применение в системе вакуумной откачки пароструйного бустерного насоса с высокой скоростью откачки позволит резко увеличить скорость осаждения подачи исходного химсоединения, а следовательно, скорость осаждения покрытия при сохранении его качественных характеристик. Placing an electric heater in the gas outlet pipe in front of the nitrogen trap will allow for the decomposition of the undecomposed part of the initial chemical compound and prevent it from falling into the trap, and installation of a container with desorbent (for example, activated carbon) after the trap will allow the condensate coming from the trap to the collector to remain from the trapped chemical compound . The implementation of the freezer chamber of the trap in the form of a shell-and-tube heat exchanger with a doubled common conditional passage of the heat exchange tubes as compared with the vacuum pipe will sharply increase the efficiency of trapping the vapor fraction of the gas-vapor flow and the permeability of the trap. The use of a steam jet booster pump with a high pumping speed in a vacuum pumping system will dramatically increase the deposition rate of the feed of the initial chemical compound, and therefore, the deposition rate of the coating while maintaining its quality characteristics.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000130681/02A RU2194088C2 (en) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Gaseous-vapor deposition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000130681/02A RU2194088C2 (en) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Gaseous-vapor deposition apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2194088C2 true RU2194088C2 (en) | 2002-12-10 |
| RU2000130681A RU2000130681A (en) | 2003-01-27 |
Family
ID=20243114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000130681/02A RU2194088C2 (en) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Gaseous-vapor deposition apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2194088C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2495155C2 (en) * | 2011-11-24 | 2013-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method and device to produce nanostructured tungsten layers |
| CN114040993A (en) * | 2019-06-28 | 2022-02-11 | Beneq有限公司 | Atomic layer deposition apparatus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0426105A1 (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Chemical vapor growth apparatus |
| EP0489439A1 (en) * | 1990-12-05 | 1992-06-10 | Applied Materials, Inc. | Vacuum deposition apparatus for CVD processing |
| SU1513949A1 (en) * | 1988-08-03 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Device for chemical deposition of coatings from vapor phase |
| SU1338451A1 (en) * | 1984-08-24 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Device for precipitating coverings from gas (vapor) phase |
| RU93018842A (en) * | 1993-04-12 | 1996-08-10 | Н.Н. Смирнов | INSTALLATION FOR APPLICATION OF WEAR RESISTANT COATINGS |
| RU2094527C1 (en) * | 1993-04-12 | 1997-10-27 | Николай Николаевич Смирнов | Wear-resistant coat deposition apparatus |
-
2000
- 2000-12-07 RU RU2000130681/02A patent/RU2194088C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1338451A1 (en) * | 1984-08-24 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Device for precipitating coverings from gas (vapor) phase |
| SU1513949A1 (en) * | 1988-08-03 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Device for chemical deposition of coatings from vapor phase |
| EP0426105A1 (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Chemical vapor growth apparatus |
| EP0489439A1 (en) * | 1990-12-05 | 1992-06-10 | Applied Materials, Inc. | Vacuum deposition apparatus for CVD processing |
| RU93018842A (en) * | 1993-04-12 | 1996-08-10 | Н.Н. Смирнов | INSTALLATION FOR APPLICATION OF WEAR RESISTANT COATINGS |
| RU2094527C1 (en) * | 1993-04-12 | 1997-10-27 | Николай Николаевич Смирнов | Wear-resistant coat deposition apparatus |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2495155C2 (en) * | 2011-11-24 | 2013-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method and device to produce nanostructured tungsten layers |
| CN114040993A (en) * | 2019-06-28 | 2022-02-11 | Beneq有限公司 | Atomic layer deposition apparatus |
| CN114040993B (en) * | 2019-06-28 | 2024-01-12 | 青岛四方思锐智能技术有限公司 | Atomic layer deposition apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5148714A (en) | Rotary/linear actuator for closed chamber, and reaction chamber utilizing same | |
| US4446817A (en) | Apparatus for vapor deposition of a film on a substrate | |
| US4640223A (en) | Chemical vapor deposition reactor | |
| JP5927716B2 (en) | Heat exchange and transport system for retort processing equipment | |
| CN112703270A (en) | Chemical vapor deposition apparatus for depositing thin film layers on powder particle form material | |
| US3414048A (en) | Contact drum and method for heat exchange with traveling strip | |
| KR100666018B1 (en) | Processing device and processing method | |
| US7964152B2 (en) | End reactor | |
| EP2536868A1 (en) | Heating system for a vapor-phase deposition source | |
| JP2018040051A (en) | Substrate coating equipment | |
| RU2194088C2 (en) | Gaseous-vapor deposition apparatus | |
| EP3523458A2 (en) | Epitaxial deposition reactor with reflector external to the reaction chamber and cooling method of a susceptor and substrates | |
| JP2010189739A (en) | Evaporator | |
| CN109423627B (en) | Disposable full-surface vapor deposition furnace for disc parts | |
| CN109423629B (en) | Workpiece driving device and vapor deposition furnace for one-time full-surface deposition of disc-like parts | |
| CN117488274B (en) | Condensation collection structure and silicon oxide production equipment | |
| CN115928045A (en) | Cutter coating spraying device and spraying process thereof | |
| US1073945A (en) | Tumbling-barrel. | |
| RU2094527C1 (en) | Wear-resistant coat deposition apparatus | |
| CN212585572U (en) | a cold water tower | |
| RU2000130681A (en) | DEVICE FOR DEPOSITING COATINGS FROM STEAM-GAS PHASE | |
| CN207816008U (en) | Cooling kiln | |
| SU1723193A1 (en) | Unit for application of coatings from vapor (gaseous) phase | |
| RU2427449C1 (en) | Gasostatic extruder | |
| CN118718459B (en) | Crystallization equipment of N-vinyl pyrrolidone |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031208 |