Дата опубликования описании 1507.19 (53) УДК 621. 793. .6(088.8) В.А.Костенков, В.Н.Крашенинников, Г.А.Домрачев, И.П.Бирюков, A.È.Êoñòåðèí и Б.И.Петров (72) Авторы изобретения

Дзержинский Филиал научно-исследовательского (71 Заявитель ()З и конструкторского института химического машиностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

ИЗ ПАРОВОЙ (ГАЗОВОЙ) ФАЗЫ

Изобретение относится, к области. получения неорганических покрытий осаждением из паровой (газовой) фазы при разложении химических соединений.

Известно устройство .для осаждения покрытий путем пиролиза, содержащее корпус с термостатируемой рубашкой и крышкой, нагреватель изделия, испаритель, патрубки для подачи жидкого1О химического соединения и отвода продуктов разложения (1).

Однако при автономном формировании газовой смеси с последующей подачей ее в рабочую зону осаждения при избыточном давлении наблюдается обеднение газовой смеси по всему объему реакционной зоны, уменьшение скорости. осаждения покрытий и снижение степени их однородности.

Известно также устройство для пблучения покрытий из паровой (газовой) фазы, содержащее рабочую камеру с нагревателем, испаритель, холодильник для. Утилизации отходящих газов, систему подачи и отвода газового потока (2) .

Данное устройство служит для получения качественных покрытий путем создания турбулентных потоков газовой среды, циркулирующих вдоль насыщйе.2 ! мой диффундирующим элементом поверхности иэделия и периодически меняющих направление движения при реверсирова" нии двигателя. При этом турбулентность газового потока является важной предпосылкой для йротекания в рабочей камере обратимых реакций восстановления галогенида диффундирующего элемента с целью его переноса. В случае осаждения покрытий из паровой (газовой) фазы на изделиях сложной конфигурации и больших габаритов движение потока пара вдоль покрываемой поверхности должно носить, в основном, ламинарный характер.

При турбулентном газовом потоке нарушаются процессы адсорбции, десорбции, диффузии и массопереноса, которыми сопровождается процесс осаждения иролитических покрытий. В результате не удается получить достаточно равномерные, однородные покрытия, особенно на крупногабаритных подложках; снижается производительность процесса и эффективность использования химического соединения.

Целью изобретения является повышение качества и однородности покрытия.

67366 цель достигается тем, что испаритель и холодйльник для утилизации от- ходящих газов расположены в рабочей камерб=соответственно друг под другом. При этом испарйтель "выпОлйей в виде двух коаксиально установлей ных конусных камер, внутри которых 5 раэме@ены нагреватели, причем коль» цевой зазор, образованный этими: ка- " мерами, разделен термоизоляционной перегородкой на каналы для испарения"и перегрева пара. Кроме того, 10 холодильник для утилизаций отходящих газов изготовлен в виде рубашки и полого обтекателя.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в разрезе; на фиг. 2 вЂ” то же, разрез по A-A на фиг. 1; на фиг. 3 вЂ” устройство с насадкой в разрезе.

Устройство содержит рабочую камеру 1 и крышкУ 2.Внутри камеры 1 ук- 20 реплено опорное кольцо 3, на"котором установлены покрываемое изделие 4 и охватывающий его нагреватель 5. В верхней своей части корпус имеет терМостатиРУемУю Рубашку 6- В кРьпаке 2 имеющей охлаждаемую полость 7, укреплен испаритель 8. Испаритель 8 представляет собой дзе коаксмаЛьно усЪановленные конусные камеры 9 Й

10, внутри которых вмонтированы элек. гронагреватели ll и 12. К камере 9 прикреплена коническая термоизоляциойная перегородка 13,: разделяющая кольцевой зазор между камерами 9

I и 10 на два последовательных" канала:

:канал 14, в котором происходит испаренйе химического соединения, -Й"канал 15 для подогрева пара. Для подачи химического соединения в "зону Йспаре.,ния в крйшке 2 устройства имеется патрубок 16 и выполнены каналы 17. 40

В днище 18 расположены патрубок 19 для отвода продуктов разложения и патрубок 20 для сбора неразложившегося химического соединения. В ниж-. нюю часть корпуса встроен йоверхност- 45 ный холодильник, включающий перифе риййую рубашку 21 и тарельчатый обтекатель 22 ° Патрубки 23 и 24 служат для ввода хладагента, i патрубки 25 и 26 вЂ” для вывода его.

При осаждении покрытий на внутреннМю поверхность крупногабарй1нЫх и длинномерных изделий, с целью огра-. нйчения реакционного объема, в уст ройстве предусмотрена насадка 27, выполненная в виде термостатируемой ,;камеры 28 с патрубками 29 и 30 для

:подвода и отвода термостатируемой жидкости.

Устройство работает следующим образом . бО

Покрываемое изделие 4 устанавливают в рабочей камере 1 на ойорном кольце 3; затем камеру 1 герметично .закрывают крышкой 2 с испарйтелем 8.

Включают вакуумный насос и нагрева- 65 тели 5, 11 и 12. При этом поверхность

4 покрываемого изделия 4 прогревают до температуры разложения паров химическогб соединения, наружную поверхность конусной камеры 9 вЂ” до темпераТуры кйПения химического соединенйя, а внутреннюю поверхность конусной ка меры 10 вЂ” до температуры на 10-20 С ниже температуры разложения паров.

Одновременно включают подачу хладагента в рубашку 21 и тарельчатый обтекатель 22, поверхность которых. должна иметь температуру на 50l00 C ниже температуры конденсации продуктов разложения химического соединения. При достижении укаэанных температур и определенного вакуума в камере 1 производят подачу жидкого хиМического соединения через дозатор, патрубок 16 и радиальные каналы 17 равномерно по наружной поверхности конусной камеры 9, Стекая по наружной поэерхйости камеры 9, химическое соединение испаряется, и пары его, огибая перегородку 13 и проходя вдоль внутренней поверхности камеры

10, прогреваются до температуры йа 10-20 С ниже температуры разложения. Проходя в непосредственной близости от нагретой покрываемой поверхности изделия, пары разлагаются в результате теплоизлучения последней с образованием,на ней покрытия. При этом газообразные отходы реакции разложения химического соединения от водят через патрубок 19. Остатки нераэложившегося химического соединения конденсируют в нижней части корпуса и через,патрубок 20 удаляют в сборнйк остаточного продукта. Температур- ный градиент, создаваемый между верхней частью камеры (в зоне испарителя

8) и нижней частью камеры (в зоне хо. лодильника), обусловливает возникновение в реакционном объеме значи-. тельного градиента давления,,кото-! рый способствует образованию высоко ,скоростных потоков пара вдоль покры:ваемой поверхности изделия и повышению тем самым скорости и равномер:ности осаждения.

Применение в предлагаемом устройстве встроенного испарителя в верх- ней части и холодильника в нижней час:ти камеры обеспечивает равномерное распределение и концентрацию паров в рабочей зоне и получение качественного и равномерного по толщине покрытия на поверхности изделий сложной кон фигурации, а также крупногабаритных безделий.

Формула изобретения

1. Устройство для получения покры тий as паровой (газовой) фазы, содержаЩее рабочую камеру с нагревателем, испа1 итель, холодильник для утилизации отходящих газов, систему подачи и отвода газового потока, о т л и,Гера юа ми/

ХлжЬ

Фие. f

Фиг.2

Ш1ИИПИ Эаказ 4020/26 Тираж 1129 Подпнсйое

Филиал ППП . Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ч а ю щ е е с я тем, что, с. цела повышения качества и однородности покрытия, испаритель и холодильник для утилизации отходящих.газов ðàt."положены в рабочей камере соответственно друг под другом.

2. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что испари= тель выполнен в виде двух коаксиально установленных конусных камер, внутри которых размещены нагреватели; причем кольцевой зазор, образованный этими камерами, разделен

° ъ

673666 термоизоляционной перегородкой на каналы для испарения и перегрева пара ° ,.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, холодильник для утилизации отходящих газов выполнен в виде рубашки и полого обтекателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

t0 Р 565541, кл. С 21 С 11/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 413216, кл. С 23 С 11/02, 1971.