CH205550A - Verfahren zum Metallisieren von Gegenständen mittels Kathodenzerstäubung. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Metallisieren von Gegenständen mittels     Kathodenzerstäubung.       Die Erfindung betrifft ein Verfahren,  zum Metallisieren von Gegenständen     mittels          Ka.thodenzerstäubung,    welches sich     da.dureh          auszeichnet,        dass    die gesamte     Entladungs,-          leistung,    die an :

  die zu     zerstäubende    Kathode  gelegt wird,     mindestens,5        Kilowatt    bei einem       Mindeststrom    von 5     Amp.        beträgt.    Die Vor  richtung ,gemäss der Erfindung zur Durch  führung     :des    Verfahrens zeichnet sich ihrer  seits dadurch aus,     :

  daB    die     Kathode,    um die  hohe     Leistung        aufzunehmen,    kühlbar ausge  bildet ist.     Vorteilhaft    bildet die Kathode die  Gefässwand der     Zerstäubungskammer,    die von  einem kühlbaren     Mantel    umgeben ist. durch  den     ein        Kühlmittel    wie     Wasser,    Öl oder Luft       geleitet    werden kann.

       Die        Zerstäubung    er  folgt dabei zum     Beispiel    bei einem Druck  von 40 bis 0,01 mm, vorzugsweise 5 bis  0,1 mm     IHg.     



  Bei :der     Zerstäubung    von kleinen Elek  troden kann     :die        Zerstäubungsintensität    in  der Hauptsache nur durch     Spannungssteige-          rung        gesteigert    werden.

   Dabei sind     bisher            Entladungsstromstärken    über 2 bis     :3        Amp,     nicht :erzielt worden, :da     infolge        :des:    grossen       Kathodenfalles    und des dadurch grossen  Zwanges an der Kathode eine     Lichtbogenbil-          dung,        also    ein Überschlag in .den     sogenann-          t:

  en    Glimmbogen erfolgte.     Versuche    haben  nun     gezeigt,    dass auch an grossflächigen     Ka-          thod-en    dieselbe Menge pro:     em4        abgestäubt          wird,        wenn    die     angelegte    Intensität pro  Flächeneinheit entsprechend hoch gewählt       wird.    Um     grossflächige        Kathoden        verwenden     zu können bei     einer        entsprechenden    Ent  ladungsintensität,

   wie sie bei     .drinnen    Dräh  ten angewendet wird, werden insgesamt grosse  Stromstärken erforderlich. Bei entsprechen  der     Ausbildung,der        Stromzuführung    (Anode)  lassen, sich     Stromstärken        bis    zu 50 und       l:00        Amp.    auf     einer    grossflächigen Kathode       unterbringen,    wobei sogar die Entladungs  intensität pro     cm2    Oberfläche :der     Kathode    bis  zu 20     Watt    betragen kann.

   Wenn     durch     Kühlung .der Kathode     sich,die        Verlustwärme     nicht als schädliche Temperaturerhöhung an           derselben        äussern        kann,        kann    die     Entladungs-          intensität    pro cm'     Oberfläche        beliebig    hoch       gesteigert    werden.

   Die     gesamte    Stromstärke  kann also     Werte    annehmen, die auch über  100     Amp.    liegen können, ohne dass die Be  triebssicherheit der Entladung     beeinträchtigt     würde. Die     dabei        abgestäubten        Mengen        sind     proportional     denjenigen        Mengen,    die dünne       Drähte    bei der     Zerstäubung    als günstigste       Werte    erreicht haben.

   Die     Stromzuführung     der     Anode,    die bei     Wechselstrombetrieb     kurzzeitig Kathode sein kann, wird zweck  mässig durch     Einschaltung    eines Vakuum  spaltes     zwischen    der Gefässwand und ihr ge  schützt.

   Hinter     diesem        Vakuumspalt,    der  einen Abstand von 5 bis 0,1 mm haben kann,  befindet sich das     eigentliche    elektrische Isola  tionsmaterial.     Der    dem     Isolationsmaterial          vorgeschaltete    Vakuumspalt     verhindert    die       Metallisierung    desselben und somit die     ge-          fürchtete        Lichtbogenbildung    bei hohen ge  samten Entladungsströmen.

   Bei der Ausbil  dung der zu zerstäubenden Kathode als Ge  fäss, ergaben sich     bei    hohen     Stromdichten     an der Kathode     verhältnismässig    kleine Span  nungen.     .So        konnte    man bereits mit einer an  gelegten Spannung von 1000 Volt eine     spez.     Belastung von 3.0 Watt pro cm' auf der ge  kühlten Kathode erreichen. Die     gesamte     Stromstärke an der Entladung betrug     dabei     50     Amp.    Die     Oberfläche    der zu zerstäuben  den Kathode betrug 1700     em2.     



  In der     Zeichnung    ist die Erfindung an  einem     Ausführungsbeispiel    schematisch näher  erläutert, und zwar     zeigt,die    Abbildung einen  Schnitt durch eine Vorrichtung zur     Metalli-          sierung    von     Gegenständen    mittels Kathoden  zerstäubung.  



  Die Vorrichtung     besteht    aus einem Unter  teil 1 und einem abnehmbaren     Oberteil    2, die       mittels    der Dichtungen 3 und 4 vakuumdicht  verbunden     sind.    und die einzeln     oder    gemein  sam     die    Kathode bilden.

   Die gesamte Ent  ladungsleistung an der     Kathodenzerstäu-          bungskammer    beträgt     mindestens    5 Kilowatt  und d     ie    Stromstärke     mindestens    5     Amp.    Die       Belastung    pro cm' der     Kathodenoberfläche     beträgt mindestens 1 Watt, vorzugsweise 3    bis 60 Watt pro cm'.     Der    zum Beispiel  Haubenförmig ausgebildete Oberteil 2 ist mit  einem     Kühlmantel    5 versehen, dem durch die  Leitung 6 ein Kühlmittel zugeführt und  durch den Stutzen 7 abgeleitet      erden    kann.

    In dem     Oberteil        ist    ferner eine     üffnung    vor  gesehen, die durch ein Schauglas 6 verschlos  sen ist.     An    dem Stutzen 9, der in dem Unter  teil isoliert     angeordnet        ist,    ist eine nicht dar  gestellte     Vakuumpumpe    angeschlossen, mit  der     vorzugsweise    ein     Druck    von<B>10,0</B> bis  0,05 mm     Hg.        eingestellt    werden kann. Der  Unterteil 1 besitzt ferner einen ,gleichfalls  gegen die Kathode isolierten Stutzen 10.

   Die  Teile 11 und 12     sind    Isolierringe und die  'feile     1;3    und 14     sind    Isolier- und     Anpress-          ringe.    An dem Stutzen 10 kann ein Druck  anzeigegerät     angeschlossen    werden und durch  den Stutzen 10 kann ferner auch über ein       nichtdargestellte,        Ziegelventil    ein     Füllgas    in  geregelter Menge zugeführt werden.

   Als Füll  gas kann ;je nach dem zu zerstäubenden Gut       ein        inertes    Gas     wie    Argon, Krypton,     Yenon,     Helium oder' ein     reduzierendes-    Gas     wie     Wasserstoff, Kohlenwasserstoff oder     dergl.          stationär    oder strömend verwendet     werden.     Auch Stickstoff, Ammoniak oder ähnliche  Gase können zur     Anwendung    kommen, wenn  eine     Einwirkung    auf das zum Beispiel metal  lische Glühgut vor, während oder nach der       Kathodenzerstäubung    beabsichtigt ist.

   Es  können überhaupt Gase oder Dämpfe zuge  leitet werden, die     chemische    Einwirkungen  auf dem Gut hervorrufen. In dem Unterteil  1 ist ferner die     Anode    15     isoliert    und     abIr        e-          schirmt    angeordnet, desgleichen die Durch  führung<B>116,</B> die hohl ausgebildet ist und der  durch     -die    Leitung 17 ein Kühlmittel zuge  führt und durch den     Stutzen    18 abgeleitet       werden    kann.

       Zwischen    der Anode 15 und  dem     Gefässunterteil    1     befindet    sich ein enger       labyrinthförmiger    Spalt, der so eng     ist,    dass  keine     Glimmentladung    in dem Spalt möglich  ist. Auch zwischen der Anode 15 und der  Durchführung<B>16</B> befindet sich ein ähnlicher       enger        labyrinthförmiger    Spalt.

   Die Durch  führung 16 trägt     mittels        eines    isolierenden       Absohirmstiftes    19 zum     Beispiel    einen Quarz-      teuer 20, auf dem das     Gut        2-1    isoliert ge  lagert     ist.    Die Teile 22 und     2,

  3    sind     Isolier-          ringe    und     .24        ist        ein        Isolier-    und     Anpressring.     der     mittels    einer nicht     dargestellten        Ver-          sehraubung        angepresst    wird. Der Teil 25     istj     ein     Kühlkanal,    dem     ein    Kühlmittel zuge  führt werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Metallisieren von Gegen- ständen mittels 'Kathodenzerstäubung, dadurch gekennzeichnet"dass die gesamte Entladungsleistung, die an die zu zer stäubende Kathode gelegt wird, minde- stens 5 Kilowatt bei einem Mindeststrom von 5 Ampere beträgt.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, @dass die Kathode kühl bar ausgebildet ist. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanaspruch' I, da durch gekennzeichnet, dass die Kathoden zerstäubung bei einem Druck von 5 bis 0,1 mm Hg. vorgenommen wird. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass die Kathode ,die Gefässwand der 7erstäubungskammer bildet, die von einem kühlbaren Mantel umgeben ist.