JPH04228566A - スパッターイオンめっきによる導電性繊維被覆方法および装置 - Google Patents
スパッターイオンめっきによる導電性繊維被覆方法および装置Info
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- JPH04228566A JPH04228566A JP9998591A JP9998591A JPH04228566A JP H04228566 A JPH04228566 A JP H04228566A JP 9998591 A JP9998591 A JP 9998591A JP 9998591 A JP9998591 A JP 9998591A JP H04228566 A JPH04228566 A JP H04228566A
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- JP
- Japan
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- fibers
- vacuum chamber
- hollow
- electrode
- coating
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属マトリックス複合材
料を製造するために使用される被覆された繊維の製造に
関する。
料を製造するために使用される被覆された繊維の製造に
関する。
【０００２】
【技術的背景】例えば、英国特許第１，３８６，５５１
号および第１，５６０，１１０号の明細書から、繊維を
被覆材料の付着が化学的な蒸着により行われる反応室を
通して連続して延伸することにより金属マトリックス複
合材料の製造に使用される繊維を被覆することが知られ
ている。また、供給源からの材料が活性粒子によりスパ
ッター付着され、イオン化されかつ好適に帯電した加工
物にスパッター付着されるスパッターイオンめっきとし
て知られている方法により材料を付着させることができ
ることが知られている。
号および第１，５６０，１１０号の明細書から、繊維を
被覆材料の付着が化学的な蒸着により行われる反応室を
通して連続して延伸することにより金属マトリックス複
合材料の製造に使用される繊維を被覆することが知られ
ている。また、供給源からの材料が活性粒子によりスパ
ッター付着され、イオン化されかつ好適に帯電した加工
物にスパッター付着されるスパッターイオンめっきとし
て知られている方法により材料を付着させることができ
ることが知られている。
【０００３】本発明は繊維の形態の導電性支持体上に被
覆を行なう方法および装置を提供し、そしてこの方法は
繊維に付着させようとする材料で構成された内壁部を有
する中空の陰極電極の内部に発生したプラズマ放電を通
してスパッターイオンめっきにより連続して被覆される
導電性繊維を延伸する作業を包含する。
覆を行なう方法および装置を提供し、そしてこの方法は
繊維に付着させようとする材料で構成された内壁部を有
する中空の陰極電極の内部に発生したプラズマ放電を通
してスパッターイオンめっきにより連続して被覆される
導電性繊維を延伸する作業を包含する。
【０００４】本発明の装置は、真空室と、該真空室の内
部に配置されかつ中空の陰極として作用する円筒形の電
極であって、内面が導電性支持体繊維に付着させようと
する材料で構成された該電極と、該中空の陰極の内部に
プラズマ放電を発生させて、それにより帯電した種を中
空の陰極の壁部から付着させる手段と、繊維に電位を印
加する手段と、繊維を中空の陰極の内部のプラズマ放電
を通して連続して通過させる手段とを備えている。
部に配置されかつ中空の陰極として作用する円筒形の電
極であって、内面が導電性支持体繊維に付着させようと
する材料で構成された該電極と、該中空の陰極の内部に
プラズマ放電を発生させて、それにより帯電した種を中
空の陰極の壁部から付着させる手段と、繊維に電位を印
加する手段と、繊維を中空の陰極の内部のプラズマ放電
を通して連続して通過させる手段とを備えている。
【０００５】連続して配置され、そして繊維に多層の被
覆を行なうことができるように異なる材料で構成された
１個よりも多数のこのような電極を含めることができる
。
覆を行なうことができるように異なる材料で構成された
１個よりも多数のこのような電極を含めることができる
。
【０００６】
【実施例】さて、本発明を本発明の実施例の装置を示し
た略図について以下に説明する。図１について述べると
、スパッターイオンめっきにより炭化珪素繊維を被覆す
る装置は真空ポンプ（図示せず）およびポート２により
排気することができる真空室１を備えている。また、真
空室１には、ポート３が設けられており、ポート３によ
り、不活性のプラズマ発生ガスを真空室１に導入するこ
とができる。真空室１は冷却水コイル４により包囲され
ている。真空室１内には、円筒形の電極５が設けられて
いる。電極５は結線６および絶縁フィードスルー７によ
り真空室１の外部電源と接続され、それにより電極５に
負の電位を印加して、電極５を中空の陰極として作用さ
せることができる。また、炭化珪素またはその他の支持
体繊維１０のための送りスプール８および巻取りスプー
ル９が設けられている。また、スパッターイオンめっき
法を助けるために、図示していないが、繊維１０に結線
１１および水銀ガスシール／フィードスルー１２および
１３を介して正の電位または交流電位を印加する手段が
設けられている。
た略図について以下に説明する。図１について述べると
、スパッターイオンめっきにより炭化珪素繊維を被覆す
る装置は真空ポンプ（図示せず）およびポート２により
排気することができる真空室１を備えている。また、真
空室１には、ポート３が設けられており、ポート３によ
り、不活性のプラズマ発生ガスを真空室１に導入するこ
とができる。真空室１は冷却水コイル４により包囲され
ている。真空室１内には、円筒形の電極５が設けられて
いる。電極５は結線６および絶縁フィードスルー７によ
り真空室１の外部電源と接続され、それにより電極５に
負の電位を印加して、電極５を中空の陰極として作用さ
せることができる。また、炭化珪素またはその他の支持
体繊維１０のための送りスプール８および巻取りスプー
ル９が設けられている。また、スパッターイオンめっき
法を助けるために、図示していないが、繊維１０に結線
１１および水銀ガスシール／フィードスルー１２および
１３を介して正の電位または交流電位を印加する手段が
設けられている。
【０００７】陰極電極５の内壁部１４は製造１０に蒸着
させようとする材料で構成されている。電極５の内壁部
１４は水冷ジャケット１５により包囲されている。冷却
水流入管１６および流出管１７は冷却水を陰極電極５の
内壁部１４のまわりに循環させることができる。流入管
１６および流出管１７は絶縁されたリードスルー（ｌｅ
ａｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ）１８および１９をそれぞれ貫通
している。陰極電極５は絶縁上面２１を有する支持部材
２０上に装着されている。陰極電極５は電気遮蔽２２に
より包囲されている。電気遮蔽２２はそれ自体が接地さ
れた真空室１に結線２３を介して接地されている。遮蔽
２４および２５は被膜材料がガスシール／フィードスル
ー１２および１３の内面に付着されることを阻止する作
用をする。実際問題として、陰極電極５の内壁部１４は
異なる材料からなる別個のプレートの形態に構成するこ
とができる。これらのプレートは、独立して付勢させる
ことができ、それにより付着される被覆の組成を変える
ことができる。例えば、電極５は交互に配置されたチタ
ンおよび炭素のプレートで構成することができ、それに
より化学式どおりでない種々の被膜を炭化珪素製の繊維
１０に付着させることができる。
させようとする材料で構成されている。電極５の内壁部
１４は水冷ジャケット１５により包囲されている。冷却
水流入管１６および流出管１７は冷却水を陰極電極５の
内壁部１４のまわりに循環させることができる。流入管
１６および流出管１７は絶縁されたリードスルー（ｌｅ
ａｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ）１８および１９をそれぞれ貫通
している。陰極電極５は絶縁上面２１を有する支持部材
２０上に装着されている。陰極電極５は電気遮蔽２２に
より包囲されている。電気遮蔽２２はそれ自体が接地さ
れた真空室１に結線２３を介して接地されている。遮蔽
２４および２５は被膜材料がガスシール／フィードスル
ー１２および１３の内面に付着されることを阻止する作
用をする。実際問題として、陰極電極５の内壁部１４は
異なる材料からなる別個のプレートの形態に構成するこ
とができる。これらのプレートは、独立して付勢させる
ことができ、それにより付着される被覆の組成を変える
ことができる。例えば、電極５は交互に配置されたチタ
ンおよび炭素のプレートで構成することができ、それに
より化学式どおりでない種々の被膜を炭化珪素製の繊維
１０に付着させることができる。
【０００８】また、１個よりも多数の電極を設け、そし
て繊維１０がこれらの電極を逐次通過して、それにより
繊維１０に多層被膜を付着することができるように配置
してもよい。
て繊維１０がこれらの電極を逐次通過して、それにより
繊維１０に多層被膜を付着することができるように配置
してもよい。
【０００９】使用中、真空室１の内部からのガスの排出
を助けるために、真空室１は約１０−３トルまで排気さ
れ、そして図示しない装置により加熱される。真空室１
の内部からガスが排出されたときに、電極５の内部でグ
ロー放電を発生可能にするための不活性の作用ガス、例
えば、アルゴンまたはヘリウムが導入される。好適な圧
力は１０−１トルから１．５×１０−１トルまでの範囲
内であり、また好適な陰極電位は３００ボルトないし９
００ボルトの範囲内である。
を助けるために、真空室１は約１０−３トルまで排気さ
れ、そして図示しない装置により加熱される。真空室１
の内部からガスが排出されたときに、電極５の内部でグ
ロー放電を発生可能にするための不活性の作用ガス、例
えば、アルゴンまたはヘリウムが導入される。好適な圧
力は１０−１トルから１．５×１０−１トルまでの範囲
内であり、また好適な陰極電位は３００ボルトないし９
００ボルトの範囲内である。
【００１０】電極５の直径および長さ、作用ガス圧力お
よび入力される電力レベルは要求される繊維１０の被覆
の蒸着速度および厚さにより決定される。
よび入力される電力レベルは要求される繊維１０の被覆
の蒸着速度および厚さにより決定される。
【００１１】電極５の内径、その直径および温度、プラ
ズマガス圧力、繊維１０の温度および電位を経験に基づ
いて適正に最適化することにより、入力される電力、し
たがって、付着速度を最適化することができる。
ズマガス圧力、繊維１０の温度および電位を経験に基づ
いて適正に最適化することにより、入力される電力、し
たがって、付着速度を最適化することができる。
【００１２】例えば、２２ｍｍの口径および約２００ｍ
ｍの長さを有する水冷されるチタン電極５と共に約１Ｋ
Ｗの入力電力レベルを使用して、約７５０℃の平均のピ
ークガスプラズマ温度において、約１５０μｍの直径の
炭化珪素繊維に対して約１．１３×１０−４ｇｍ ｍ
ｍ−１ ＫＷ ｈｒ−１の平均付着速度が得られた
。これは約１．５μｍの付着速度に相当する。
ｍの長さを有する水冷されるチタン電極５と共に約１Ｋ
Ｗの入力電力レベルを使用して、約７５０℃の平均のピ
ークガスプラズマ温度において、約１５０μｍの直径の
炭化珪素繊維に対して約１．１３×１０−４ｇｍ ｍ
ｍ−１ ＫＷ ｈｒ−１の平均付着速度が得られた
。これは約１．５μｍの付着速度に相当する。
【００１３】２００ワットないし２５０ワットの入力電
力において、電極５から繊維１０への０．０３グラム／
時の転移速度が得られた。繊維１０は約１００μｍの直
径を有し、そしてこの転移速度はほぼ６５μｍの被覆の
厚さに相当していた。
力において、電極５から繊維１０への０．０３グラム／
時の転移速度が得られた。繊維１０は約１００μｍの直
径を有し、そしてこの転移速度はほぼ６５μｍの被覆の
厚さに相当していた。
【図１】本発明のスパッターイオンにより炭化珪素を被
覆する装置の断面図である。
覆する装置の断面図である。
１ 真空室
４ 水冷コイル
５ 電極
６ 結線
７ フィードスルー
８ 送りスプール
９ 巻取りスプール
１０ 繊維
１１ 結線
１２ 水銀ガスシール／フィードスルー１３ 水銀
ガスシール／フィードスルー１４ 内壁部 １６ 冷却水流入管 １７ 冷却水流出管 ２０ 支持部材 ２２ 電気遮蔽 ２４ 遮蔽 ２５ 遮蔽
ガスシール／フィードスルー１４ 内壁部 １６ 冷却水流入管 １７ 冷却水流出管 ２０ 支持部材 ２２ 電気遮蔽 ２４ 遮蔽 ２５ 遮蔽
Claims (5)
- 【請求項１】 繊維の形態の導電性支持体に被覆を行
なう方法において、繊維に付着させようとする材料で構
成された壁部を有する中空の円筒形の電極の内部にプラ
ズマ放電を発生させて、それにより該電極の内壁部から
の帯電した種をスパッター付着させ、そして該繊維をプ
ラズマ放電を通して連続して延伸して、プラズマからの
被覆材料を該繊維に付着させる操作を含む方法。 - 【請求項２】 スパッターイオンめっきにより導電性
繊維に被覆を行なう装置において、真空室と、真空室を
排気する手段と、プラズマ形成ガスを真空室に導入する
手段と、真空室の内部に配置されかつ使用中に陰極電極
として作用する円筒形の中空の電極であって、内面が導
電性繊維に付着させようとする材料で構成された該電極
と、該中空の陰極の内部にプラズマ放電を発生させて、
それにより該材料を中空の陰極の壁部から付着させる手
段と、繊維に電位を印加する手段と、繊維を中空の陰極
の内部のプラズマ放電を通して連続して通過させる手段
とを備えた装置。 - 【請求項３】 繊維が中空の陰極を逐次通過すること
ができ、それにより繊維に多層被覆を付着させることが
できるように配置された複数個の中空の陰極が設けられ
た請求項２記載の装置 - 【請求項４】 一つまたはそれ以上の中空の陰極が異
なる材料からなるプレートで構成され、そして異なる材
料からなるプレートを別個に付勢させて、それにより化
学式どおりでない異なる組成の被覆を繊維に付着可能に
する手段が設けられた請求項２または３のいずれか一項
に記載の装置。 - 【請求項５】 陰極電極の温度を制御する手段を含む
請求項２から４までのいずれか一項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB90097429 | 1990-05-01 | ||
| GB909009742A GB9009742D0 (en) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | Production of composite precursor wires by sputter ion-plating onto an electrically conducting filament |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04228566A true JPH04228566A (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=10675267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9998591A Pending JPH04228566A (ja) | 1990-05-01 | 1991-05-01 | スパッターイオンめっきによる導電性繊維被覆方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0455408A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04228566A (ja) |
| GB (2) | GB9009742D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102108488A (zh) * | 2009-12-29 | 2011-06-29 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 镀膜装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5135554A (en) * | 1991-05-20 | 1992-08-04 | Hughes Aircraft Company | Method and apparatus for continuous sputter coating of fibers |
| GB9522062D0 (en) | 1995-10-27 | 1996-01-03 | Rolls Royce Plc | A seal and a chamber having a seal |
| GB9821903D0 (en) * | 1998-10-09 | 1998-12-02 | Rolls Royce Plc | A method of applying a coating to a metallic article and an apparatus for applying a coating to a metallic article |
| CN109627010A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-16 | 燕山大学 | 碳化硅复合材料及其制备方法 |
| US12467129B2 (en) | 2022-11-09 | 2025-11-11 | Battelle Savannah River Alliance, Llc | Sputtering apparatus and related systems and methods for sputtering substrates |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LU57484A1 (ja) * | 1968-12-05 | 1970-06-09 | ||
| GB1295285A (ja) * | 1969-04-25 | 1972-11-08 | ||
| GB1425754A (en) * | 1973-07-03 | 1976-02-18 | Electricity Council | Methods of and apparatus for coating wire rod or strip material by sputtering |
| GB2182350B (en) * | 1985-07-01 | 1989-04-26 | Atomic Energy Authority Uk | Coating improvements |
| US4863576A (en) * | 1986-09-04 | 1989-09-05 | Collins George J | Method and apparatus for hermetic coating of optical fibers |
| EP0290127A1 (en) * | 1987-05-06 | 1988-11-09 | Varian Associates, Inc. | Sputter manufacturing method for superconducting wire |
| GB2219006A (en) * | 1988-05-26 | 1989-11-29 | Rolls Royce Plc | Coated fibre for use in a metal matrix |
-
1990
- 1990-05-01 GB GB909009742A patent/GB9009742D0/en active Pending
-
1991
- 1991-04-23 GB GB9109088A patent/GB2243844A/en not_active Withdrawn
- 1991-04-24 EP EP91303681A patent/EP0455408A1/en not_active Withdrawn
- 1991-05-01 JP JP9998591A patent/JPH04228566A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102108488A (zh) * | 2009-12-29 | 2011-06-29 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 镀膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2243844A (en) | 1991-11-13 |
| GB9109088D0 (en) | 1991-06-12 |
| EP0455408A1 (en) | 1991-11-06 |
| GB9009742D0 (en) | 1990-06-20 |
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