NL8003094A - Plasmaspuitmethode, alsmede daarbij te gebruiken inrichting. - Google Patents

Description

- 1 - * *

Plasmaspuitmethode,alsmede daarbij te gebruiken inrichting.

De uitvinding heeft betrekking op warmtespuit-technieken, en meer in het bijzonder op plasmaspuitmethodes en inrichtingen voor het richten van geplastificeerde poeders met hoge snelheden op een te bekleden substraat.

5 Warmtespuittechnieken zijn in de techniek goed ontwikkeld en hebben een goede bruikbaarheid gevonden bij het aanbrengen van duurzame bekledingen aan metaal-substraten. Een grote verscheidenheid van metaallegeringen en keramische samenstellingen zijn toegepast in de ont-10 wikkelde bekende technieken. Een aantal van dergelijke legeringen en samenstellingen zijn beschreven in bekende publikaties van de stand der techniek, en zullen in het onderstaande worden besproken.

Al dergelijke warmtespuitprocessen omvatten 15 het voortbrengen van een dragermedium van hoge temperatuur, waarin poeders van bekledingsmateriaal worden geïnjecteerd.

Deze poeders zijn warmteverweekt of gesmolten in het dragermedium en worden voortgestuwd tegen het oppervlak van een te bekleden substraat. De temperaturen en snel-20 heden van de dragermedia zijn uitzonderlijk hoog, en de verblijftijden van de poeders in het dragermedium zijn van korte tijdsduur. Representatieve bekende bekledings-apparaten worden toegelicht in de Amerikaanse octrooischrif-ten 2.960.594 (Plasma Flame Generator), 3.145.287 (Plasma 25 Flame Generator and Spray Gun), 3.851.140 (Plasma Spray Gun and Method for Applying Coatings and a Substrate), en 3.914.573 (Coating Heat Softened Particles by Projection in a Plasma Stream of Mach 1 to Mach 3 Velocity).

Al deze bovengenoemde Amerikaanse octrooi-30 schriften beschrijven apparatuur, waarbij het dragermedium een stroom plasmadeeltjes van uitzonderlijk hoge temperatuur is. Een dergelijke plasmastroom wordt kenmerkend gegenereerd in een elektrische boog. Een inert gas, bijv. argon of helium, wordt geleid door de elektrische stroom 35 en daardoor geëxciteerd, waardoor de gasdeeltjes worden verheven in een energietoestand corresponderende met de plasmatoestand. Zeer grote hoeveelheden energie worden 800 30 94 * - 2 - op deze manier opgelegd aan het stromende medium. De grote hoeveelheden energie zijn nodig om de versnelling mogelijk te maken van het gasmedium tot hoge snelheden en om het verhitten van de poeders van bekledingsmateriaal 5 mogelijk te maken, welke later worden geïnjecteerd in het plasma.

In een kenmerkende inrichting, bijv. die volgens het genoemde Amerikaanse octrooischrift 3.145.287, wordt een plasma-genererende boog opgewekt tussen een penvormige 10 kathode en een cilindrische anode. De boog tussen de kathode en anode strekt zich uit "way down" de cilindrische anode, zoals wordt beschreven in genoemd octrooischrift.

Het inerte gas wordt gedwongen door de boog en de plasma-stroom vormt zich. Deze stroom is gekenmerkt door een 15 warmteprofiel met een hoge temperatuurpiek aan de kern van de stroom. Anodelengtes van de orde van 2,54 cm en 0.635 cm worden gespecificeerd in de genoemde Amerikaanse octrooischriften 3.145.287 en 3.851.140, en worden als kenmerkend beschouwd voor moderne piasmageneratoren.

20 Maximale plasmatemperaturen aan de anode zijn van de orde van 11.095°C of hoger, hetgeen het noodzakelijk maakt om het anodemateriaal te koelen ter voorkoming van snelle verslechtering van de struktuur ten gevolge van de warmte. Het koelwater wordt hiertoe op gebruikelijke 25 wijze gecirculeerd rond de anode.

Poeders van het aan te brengen bekledingsmateriaal worden in de plasmastroom geïnjecteerd hetzij aan het einde van de anode, zoals in de Amerikaanse octrooischriften 3.145.287 en 3.914.573, of in het tussengelegen 30 stroomafwaartse einde daarvan, zoals in het Amerikaanse octrooischrift 3.851.140. De poeders blijven bij voorkeur in de plasmastroom voor een voldoende tijdsperiode om warmteverweekt of geplastificeerd te worden, maar niet lang genoeg om te worden geliquificeerd of verdampt.

35 Het is bekend, dat het gewenst is om de poeders van bekledingsmateriaal, die het te bekleden substraat naderen, te versnellen tot hoge snelheden.

Het verhogen van de relatieve verschilsnelheid tussen het plasma en de poeders, en het verhogen van de verblijf-40 tijd van de poeders binnen de plasmastroom zijn twee 800 3 0 94 4 - 3 - technieken om dit doel te bereiken. Als middel voor het verhogen van de verschilsnelheid hebben veel wetenschapsmensen en ingenieurs voorgesteld de poeders te injecteren in supersonische plasmastromen. Het genoemde Amerikaanse 5 octrooischrift 3.914.573 is representatief voor dergelijke concepten en stelt plasmasnelheden voor van de orde van Mach 1 tot Mach 3. Anderen hebben opsluiting van de hoge temperatuurplasma/poederstroom in een buisvormig orgaan stroomafwaarts van de anode voorgesteld. Representatief 10 voor dergelijke concepten is het genoemde Amerikaanse octrooischrift 3.851.140.

Hoewel veel van de methodes en inrichtingen, beschreven in bovengenoemde Amerikaanse octrooischriften toepassing vinden in de bekledingsindustrie, gaat het 15 onderzoek naar nog verder verbeterde bekledingsmethodes en inrichtingen, in het bijzonder die, welke in staat zijn om bekledingen van verbeterde kwaliteit bij toegenomen materiaalafzettingssnelheden te geven, voort.

Een primair doel van de uitvinding is nu het 20 verschaffen van methodes en inrichtingen voor het afzetten van bekledingsmaterialen op ondergelegen substraten. Daarbij wordt gestreefd naar hoog kwalitatieve bekledingen en hoge materiaalafzettingssnelheden. Bij ëën specifiek aspect van de uitvinding is het doel een adequate versnelling 25 mogelijk te maken van de bekledingspoeders in de plasma-stroom, terwijl de poeders in een geplastificeerde, maar niet gesmolten, toestand worden overgevoerd. Poederafleveringssnelheden van de orde van 3,65 kg/uur of meer zijn daarbij gewenst.

30 Volgens de uitvinding wordt de grootte van de warmtepiek in het temperatuurprofiel over de plasmastroom, die wordt voortgebracht vanaf de generator van een plasma-spuitinrichting, merkbaar gereduceerd en de gemiddelde temperatuur van de plasmastroom aanzienlijk verlaagd vooraf-35 gaand aan het inbrengen van bekledingspoeder in de plasmastroom.

Volgens een in details uitgewerkte inrichting bestaat een plasmaspuitinrichting uit een gebruikelijk type piasmagenerator, waaraan een plasmaverwerkend spuit-40 stuksamenstel met een plasmakoelzone, een plasmaversnellings- 800 3 0 94 - 4 - zone, een poederinjectiezone en een plasma/poederopsluitings-zone is bevestigd.

Een primair aspect van de uitvinding is gelegen in de plasmakoelzone binnen het spuitstuksamenstel. Een 5 ander aspect is de plasmaversnellingszone. Zowel de plasmakoelzone als de plasmaversnellingszone zijn gelegen binnen het spuitstuksamenstel stroomopwaarts van het punt, waar de bekledingsmateriaaldeeltjes kunnen worden geïnjecteerd in de plasmastroom. Bij één uitvoeringsvorm zijn twee 10 tegenover gelegen deeltjes injectiepoorten aangebracht voor het toelaten van bekledingsdeeltjes tot de plasmastroom. Het plasma/deeltjesmengsel kan worden ontladen uit het spuitstuksamenstel via een mengselopsluitingszone stroomafwaarts van de deeltjesinjectiepoorten. Een lang-15 werpige doorgang strekt zich in lengterichting uit door de zones van het spuitstuksamenstel. Een koelmedium zoals water circuleert rond de spuitstukconstructie, welke de doorgang vormt. In de versnellingszone is het dwars-doorsnedegebied van de doorgang bij één uitvoeringsvorm 20 gereduceerd tot ongeveer 1/4 van het dwarsdoorsnede- oppervlak van de doorgang in de koelzone. Het dwarsdoorsnee-oppervlak van de doorgang in de opsluitingszone van deze zelfde uitvoering bedraagt ongeveer zes maal de dwarsdoorsnede van de doorgang aan de locatie van de poeder-25 injectiepoorten.

Een hoofdvoordeel van de uitvinding is het vermogen van de beschreven apparatuur en methode om hoog-kwalitatieve bekledingen met snelle afzetsnelheden aan te brengen. De wezenlijke eliminatie van de hoge tempe-30 ratuurpiek in het warmteprofiel aan de kern van de plasmastroom in de injectiezone maakt een uniforme verhitting mogelijk van de injectiedeeltjes en een daaruit resulterende homogene stroom van geplastificeerde deeltjes. Reduktie van de gemiddelde temperatuur van het plasma tot de orde 35 van 6650°C bij de deeltjesinjectie maakt een vasthouden van de poederdeeltjes binnen de plasmastroom mogelijk, terwijl de poeders overgaan in een geplastificeerde, maar niet gesmolten toestand. Een langere verblijfstijd van de deeltjes in de plasmastroom zorgt ervoor, dat de poeder-40 deeltjes worden versneld tot ontladingssnelheden, die meer 800 3 0 94 - 5 - nabij gelegen zijn aan de plasmasnelheden, dan dat het geval was bij bekende inrichtingen. Optimale bekledings-strukturen, in een verscheidenheid van bekledingssysternen, kunnen worden geproduceerd met goede materiaalaanhechting 5 en uniformiteit. Eet terugwinnen van de snelheid verloren in de koelstap, en het verder versnellen van het plasma boven zijn initiële snelheid verhoogt het snelheidsverschil tussen de plasmastroom en de geïnjecteerde poeders. Deze voordelen worden bovendien verkregen met bijkomende ver-10 beteringen in proceseconomie en veiligheid.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de beschrijving van een voorkeursuitvoering onder verwijzing naar de tekening. In de tekening toont: 15 fig. 1 een vereenvoudigde dwarsdoorsnede van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding, fig. 2 een schematische weergave van het * temperatuurprofiel van het plasma op verschillende plaatsen » 20 over de doorgang door het spuitstuksamenstel, en fig. 3 een grafiek, waarin de snelheid van het plasma en van de poederdeeltjes langs de doorgang door het spuitstuksamenstel is weergegeven.

Het plasmaspuitapparaat volgens de uitvinding 25 wordt in detail beschreven in fig. 1. Dit apparaat omvat in hoofdzaak een gebruikelijke piasmagenerator 10 van het type, dat is beschreven bij de hiervoor gegeven bespreking van de stand der techniek, en een spuitstuksamenstel 12.

De generator is in staat om een stroom hoog-energetisch 30 plasma van hoge snelheid voort te brengen, en het spuit-stuk werkt in op die stroom voor het prepareren van het plasma voor de injectie van poederdeeltjes van te spuiten bekledingsmateriaal. De hoofdelementen van de generator 10 omvatten een penvormige kathode 14 en een anode 16.

35 Een cilindrische wand 18 van de anode definieert een doorgang 20 door de anode. De cilindrische wand is in staat om een elektrische boog te ontvangen, die ontspruit aan de kathode. De generator omvat verder middelen 22 voor het doen stromen van een gasvormig medium, bijv.

40 helium of argon, door de elektrische boog tussen de kathode 800 3 0 94 - 6 - en de anode, teneinde het hoog-energetische plasma met hoge snelheid voort te brengen. In de getoonde uitvoeringsvorm van de uitvinding moet de generator in staat zijn om een plasmastroom voort te brengen, die is gekenmerkt door 5 een gemiddelde stroomsnelheid van de orde van 610 meter/sec. en een gemiddelde plasmatenperatuur binnen deze stroom van de orde van 8315°C. Het Metco 3MB plasmakanon met G spuit-stuk is in de industrie bekend als in staat zijnde om een dergelijke effluent voort te brengen. Ook andere plasma-10 kanonnen kunnen geschikt zijn om de concepten van de uitvinding te verwezenlijken. Daarbij, dient te worden opgeraerkt, dat voor kanonnen, die effluënten voortbrengen in eigenschappen verschillend van die van het Metco kanon, corresponderende afwijkingen in het detailontwerp van het spuitstuksamenstel 15 dienen te worden geanticipeerd. Toch zal een dergelijk gemodificeerd spuitstuksamenstel de hierachter te beschrijven hoofdkenmerken omvatten.

De spuitstuksamenstel 12 ligt rechtstreeks aan tegen de generator 10 en bezit een langwerpige doorgang 24, 20 die in lijn ligt met de doorgang 12 door de anode van de generator. Zoals getoond strekt de doorgang 24 zich uit door een buisvormig van vinnen voorzien orgaan 25. De effluent uit de generator kan rechtstreeks worden ontladen in de doorgang 24 van het uitgebreide spuitstuksamenstel.

25 Geleidingsorganen 26 dienen ervoor om een koelmedium zoals water te laten stromen door het uitgebreide spuitstuksamenstel. Een plasmakoelzone 28 is gelegen aan het stroomop-waartse einde van de doorgang 24 en is aangebracht teneinde de temperatuur van het plasma te reduceren voorafgaand 30 aan de injectie van de deeltjes van het bekledingsmateriaal.

De doorgang 24 aan de koelzone strekt zich uit over een axiale lengte van ongeveer 2,54 cm en bezit een diameter van 0,728 cm. De diameter van de doorgang aan de koelzone en de diameter van de anodedoorgang, waarmee het uitgebreide 35 spuitstuksamenstel in lijn ligt, zijn met elkaar corresponderend gemaakt. In de getoonde uitvoering is het dwarsdoor-snede-oppervlak van de doorgang 24 aan de koelzone kleiner dan het dwarsdoorsnede-oppervlak, dat wordt bepaald door de cilindrische wand 18 van de anode, waar naartoe de 40 elektrische boog wordt geslagen. De overige meetkundige 800 3 0 94 - 7 - afmetingen en parameters zijn bemeten vanaf deze basis-dimensie.

Een plasmaversnellingszone 30 langs de doorgang 24 onmiddellijk stroomafwaarts van de koelzone is aange-5 bracht om de gekoelde plasmastroom te versnellen. In de getoonde uitvoering is de versnellingszone niet alleen in staat om de snelheid terug te winnen, verloren in de koelzone, maar tevens om het gekoelde plasma te versnellen tot snelheden ruim in overmaat van de plasmasnelheid, waarmee 10 dit het uitgebreide spuitstuk binnentreedt. Binnen de versnellingszone van het getoonde spuitstuk is de diameter van de doorgang gereduceerd tot ongeveer 0,386 cm uitgaande van een oorspronkelijke diameter van 0,728 cm. Dit betekent een dwarsdoorsnedegebiedreductie van ongeveer 1/4, hoewel 15 iets grotere of kleinere oppervlaktereducties eveneens kunnen worden verwerkt.

Een poederdeeltjesinvoerzone 32 langs de doorgang 24 onmiddellijk stroomafwaarts van de versnellingszone 30 is aangebracht om poederdeeltjes van bekledingsmateriaal 20 toe te laten of te injecteren in de gekoelde en versnelde plasmastroom. De deeltjes kunnen in de doorgang stromen via één of meer poederpoorten 34. Twee diametraal tegenover geplaatste poederpoorten zijn weergegeven. Met de twee poorten zoals getoond zijn poederleveringssnelheden van de 25 orde van 3,65 kg/uur haalbaar. De doorgang in de invoerzone is ongeveer 0,386 cm in diameter. De snelheden, waarmee het plasma de invoerzone binnenkomt, zijn van de-orde van 3353-4267 meter/sec.

Een plasma/deeltjesopsluitingszone 36 is aange-30 bracht langs de doorgang 24 stroomafwaarts van de deeltjes-invaerzone, teneinde het mogelijk te maken, dat de deeltjes worden versneld door de plasmastroom, alvorens de deeltjes worden ontladen uit het apparaat. De opsluitingszone strekt zich uit over een afstand van ongeveer 2,54 cm stroomafwaarts 35 van het punt van de poederinvoer. De doorgang 24 in de opsluitingszone opent tot een diameter van ongeveer 0,939 cm aan het einde van het spuitstuksamenstel. Dit betekent een dwarsdoorsnede-oppervlaktoename vanaf de injectiezone van ongeveer zes maal het injectiezone-oppervlak. Deeltjes-40 snelheden van de orde van 610 meter/sec. zijn haalbaar in 800 3 0 94 - 8 -«r het beschreven apparaat.

Zoals eerder besproken, is de effluënt, waarop het uitgebreide spuitstuksamenstel werkzaam is, in een hoge energietoestand. De elektrische boog tussen de kathode en 5 de anode breekt de struktuur van de gasmoleculen af teneinde een plasmastroom voort te brengen, die een verzameling van ionen, elektronen, neutrale atomen en moleculen bevat.

Deze stroom is gekenmerkt door een gemiddelde temperatuur en een thermische piek aan de kern van de stroom, die de 10 gemiddelde temperatuur sterk overtreft, en bijv. 1/3 hoger -kan zijn. Het temperatuurprofiel langs de stroom is weergegeven in fig. 2, en de thermische piek is gemakkelijk te zien in de weergave aan het stroomopwaartse einde van de plasmakoelzone 28. Als het plasma gaat door de koelzone, 15 wordt de gemiddelde temperatuur gereduceerd op de orde van 1110°C of op 10 tot 15 % van 83l5°C tot 7205°C. Van even groot belang is, dat de temperatuur van het plasma in de kern zelfs nog meer wordt gereduceerd van 11095°C of meer tot ongeveer 8315°C, of binnen ongeveer 1110°C 20 of ongeveer 15 % van de gemiddelde plasmatemperatuur in dat gebied. Als het plasma gaat door de versnellingszone, heeft het plasma een nagenoeg uniforme temperatuur bereikt van de orde van 6650°C. De wezenlijke eliminatie van de warmtepiek teneinde een nagenoeg uniform plasmatemperatuur-25 profiel te verschaffen aan het punt van de poederinjectie, is belangrijk. De bovengenoemde beschreven normalisatie van de plasmatemperatuur is getoond in fig. 2.

De poeders worden geïnjecteerd in de stroom via de poorten 34 en worden verhit door het plasma. De 30 deeltjes worden versneld door het plasma. Ongeveer corresponderende plasma of gassnelheden (kromme A) en deeltjessnelheden (kromme B) zijn getoond in fig. 3. Als de deeltjes zich verplaatsen stroomafwaarts door het spuitstuksamenstel, worden de poederdeeltjes verhit tot een 35 geplastificeerde toestand. Het nagenoeg uniforme plasma-temper atuurprof iel zorgt er voor, dat alle deeltjes worden verhit tot dezelfde graad van weekheid, en het gevolg is een homogene stroom van deeltjes, die uittreden uit het spuitstuk. De koelstroomsnelheden naar het uitgespreide 40 spuitstuksamenstel worden geregeld teneinde geplastificeerde 800 3 0 94 - 9 - * poeders te verkrijgen in de stroom bij het punt van inval op het te bekleden substraat. De gemiddelde temperatuur van het plasma dat wordt ontladen uit het uitgespreide spuitstuksamenstel is van de orde van 5537°C of 2/3 van 5 de oorspronkelijk opgelegde gemiddelde temperatuur.

Het beschreven apparaat is speciaal ontworpen voor de afzetting van nikkellegering of kobaltlegering-poeders zoals die, gekenmerkt door de NiCrAlY samenstelling, die als volgt is te beschrijven: 10 14 - 20 gew. % chroom 11 - 13 gew. % aluminium 0,10 - 0,70 gew. % yttrium 2 gew. % maximaal kobalt, en rest nikkel.

15 Deeltjes van de orde van grootte van 5 tot 45 micron zijn aldus op succesvolle wijze aangebracht. Verder is het uitgebreide spuitstukapparaat uitstekend geschikt voor het afzetten van Haynes Stellite legering Nr. 6, een harde oppervlakslegering, die geleverd wordt door de 20 Stellite Division van Cabot Corporation, Kokomo, Indiana.

De Stellite legering Nr. 6 wordt -gebruikt in de automobielindustrie als bijv. een bekledingsmateriaal, dat de slijt-weerstand van kleppen van inwendige verbrandingsmotoren verbetert.

25 De concepten van de uitvinding maken het mogelijk, dat initieel hoge energieniveau's worden opgelegd aan de plasmastroom bij de versnelling van de stroom binnen de transporterende doorgangen. Hoewel redukties in plasma-temperatuur over de doorgang kan worden verkregen door 30 reduktie van de vermogensingang aan de generator, wordt in dat geval de resulterende energie in de plasmastroom op corresponderende wijze gereduceerd, en zijn de versnel-lingseffekten van de plasma op het poeder niet zo groot.

Het vermogen van het plasma om snel te worden versneld 35 binnen de generator wordt niet essentieel verhinderd door de reduktie in plasmatemperatuur in het spuitstuksamenstel.

Het zal de vakman duidelijk zijn, dat empirische temperatuur- en snelheidsmetingen binnen een plasmastroom geen nauwkeurige meting kunnen geven. In het onderhavige 40 geval zijn daarom analytisch gekwantificeerde condities 800 3 0 94 4 - 10 - en toestanden binnen de plasmastroom genomen met het oog op een beter begrip van de beschreven inventieve concepten. De feitelijke temperatuur- en snelheidscondities kunnen variëren van die, behandeld in het voorgaande, zonder 5 daardoor te treden buiten het kader van de uitvinding.

- conclusies - 800 3 0 94

Claims (17)

1. 4 - 11 - -«Conclusies-
2. 1. Werkwijze voor het aanbrengen van een materiaal met een hoog temperatuurvermogen op een substraat van het soort, waarbij het aan te brengen materiaal naar het substraat wordt gebracht in een hoog energetische plasma-5 stroom, gekenmerkt door het verschaffen van een stroom plasma van hoge temperatuur, die is gekarakteriseerd door een gemiddelde temperatuur over de stroom en een temperatuurpiek aan het midden van de stroom, die een grootte heeft, ongeveer 10 1/3 hoger dan de gemiddelde temperatuur, het reduceren van de gemiddelde temperatuur van de geleverde stroom ongeveer 10 tot 15 %, en het reduceren van de grootte van de temperatuurpiek tot binnen ongeveer 15 % van de gereduceerde gemiddelde temperatuur, 15 het invoeren van poeders van het genoemde materiaal met hoog temperatuurvermogen in de plasmastroom van gereduceerde temperatuur, het opsluiten van de plasmastroom en de ingevoerde poeders binnen een langwerpige doorgang, 20 het versnellen en verhitten van de ingevoerde poeders in de langwerpige doorgang, het verder reduceren van de gemiddelde temperatuur van de geleverde stroom binnen de langwerpige doorgang tot ongeveer 2/3 van de oorspronkelijk geleverde gemiddelde 25 temperatuur, en het ontladen van de versnelde en verhitte poeders uit de langwerpige doorgang en het richten van deze poeders op een te bekleden substraat.
3. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het 30 kenmerk, dat het leveren van een stroom van plasma van hoge temperatuur de stap omvat van het verschaffen van een stroom, die is gekenmerkt door een gemiddelde temperatuur over de stroom van ongeveer 8315°C en een temperatuurpiek in het midden van de stroom in overmaat van 35 11095°C,en dat het reduceren van de gemiddelde temperatuur van de geleverde stroom de stappen omvat van 80 0 3 0 94 4 - 12 - het reduceren van de gemiddelde temperatuur van de geleverde stroom tot ongeveer 7205°C, en het reduceren van de grootte van de temperatuur-piek in het midden van de stroom tot binnen ongeveer 1110°C 5 van de gereduceerde gemiddelde temperatuur.
4. 3. Werkwijze volgens één der conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat deze omvat de stap van het versnellen van het plasma van gereduceerde temperatuur, voorafgaand aan het invoeren van poeders van het genoemde 10 materiaal met hoog temperatuurvermogen. «
5. 4. Werkwijze volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de stap van het versnellen van het plasma van gereduceerde temperatuur omvat de stap van het versnellen van dit plasma van gereduceerde temperatuur 15 tot een snelheid van ongeveer 3353 - 4267 meter.
6. 5. Piasmagenerator en spuitinrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der conclusies 1-4, van het soort voor het afzetten van deeltjes bekledings-materiaal op een substraat, en van het soort, waarbij de 20 deeltjes van bekledingsmateriaal worden verhit en versneld door een plasmastroom, gegenereerd binnen de inrichting, gekenmerkt door een piasmagenerator, in staat om een columnaire stroom plasma-effluënt voort te brengen met een gemiddelde 25 plasmasnelheid binnen de stroom, die bij benadering 610 meter/sec. bedraagt en met een gemiddelde plasmatemperatuur, die ongeveer 8315°C is, en een koelbaar spuitstuk met een langgestrekte doorgang daar doorheen, in staat om de plasma-effluënt 30 met gemiddelde snelheid van ongeveer 610 meter/sec. en een gemiddelde temperatuur van ongeveer 8315°C te ontvangen, waarbij dit spuitstuk middelen heeft aan het stroomopwaartse einde van de doorgang voor het reduceren van de gemiddelde temperatuur van de plasmastroom, middelen langs de doorgang 35 onmiddellijk stroomafwaarts van genoemde temperatuur-reducerende middelen voor het versnellen van het plasma met gereduceerde temperatuur tot een gemiddelde snelheid 800 3 0 94 4 - 13 - in overmaat van de gemiddelde snelheid van het plasma aan het stroomopwaartse einde van de temperatuur-reducerende middelen, middelen langs de doorgang onmiddellijk stroomafwaarts van de genoemde versnellingsmiddelen voor het 5 toelaten van deeltjes bekledingsmateriaal in het gekoelde en versnelde plasma, en middelen langs de doorgang onmiddellijk stroomafwaarts van de deeltjestoelatende middelen voor het opsluiten van de deeltjes binnen de gekoelde en versnelde plasmastroom gedurende een voldoende tijdsinterval 10 om het mogelijk te maken, dat deze deeltjes worden verhit tot een geplastificeerde toestand. 6. ’ Apparaat volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat het dwarsdoorsnede-oppervlak van de doorgang is gereduceerd over de middelen voor het versnellen 15 van het gekoelde plasma tot ongeveer 1/4 van het dwarsdoorsnede-oppervlak van de doorgang bij de temperatuur-reducerende middelen.
7. 7. Apparaat volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat het dwarsdoorsnede-oppervlak van de 20 doorgang bij de opsluitmiddelen ongeveer zes maal groter is dan het dwarsdoorsnede-oppervlak van de doorgang bij de deeltjestoelaatmiddelen.
8. 8. Apparaat volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat de generator een penvormige kathode heeft 25 en een anode met een cilindrische wand, waarheen een elektrische boog wordt geslagen in het plasmavoortbrengings-proces, en door welke de voortgebrachte plasmastroom kan stromen, en waarbij de doorgang bij de genoemde middelen 30 voor het reduceren van de temperatuur van het voortgebrachte plasma een dwarsdoorsnede-oppervlak bezit, dat groter is dan het dwarsdoorsnede-oppervlak, dat wordt begrensd door de cilindrische wand van de anode.
9. 9. Apparaat volgens conclusie 7 of 8,met het 35 kenmerk, dat de doorgang aan de temperatuur-reducerende organen een diameter heeft van ongeveer 0,728 cm, een 800 30 94 i - 14 - cirkeldwarsdoorsnedegeometrie, en een lengte van ongeveer 2,54 cm.
10. 10. Apparaat volgens conclusie 9, m e t het kenmerk, dat de doorgang bij de versnellingsmiddelen 5 een diameter heeft van ongeveer 0,728 cm bij een cirkelvormige dwarsdoorsnedegeometrie aan het stroomopwaartse einde daarvan, en een diameter van ongeveer 0,386 cm bij een cirkelvormige dwarsdoorsnedegeometrie aan het stroomafwaartse einde daarvan.
11. 11. Apparaat volgens conclusie 10, m e t het kenmerk, dat de genoemde doorgang aan de deeltjes-toelaatmiddelen een diameter heeft van ongeveer 0,386 cm bij een cirkelvormige dwarsdoorsnedegeometrie, en ten minste één opening langs de doorgang, waar doorheen deeltjes 15 van het bekledingsmateriaal kunnen vloeien in het gekoelde en versnelde plasma.
12. 12. Apparaat volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het twee van deze openingen omvat,' gelegen in diametraal tegenover gelegen betrekking langs 20 de genoemde doorgang.
13. 13. Apparaat volgens één der conclusies 11 of 12, met het kenmerk, dat de genoemde doorgang aan de opsluitmiddelen een cirkelvormige dwarsdoorsnedegeometrie heeft met een diameter groter dan de diameter 25 van de doorgang bij de deeltjestoelaaatmiddelen.
14. 14. Apparaat volgens conclusie 13, m e t het kenmerk, dat de doorgang aan de opsluitmiddelen een diameter heeft van ongeveer 0,939.
15. 15. Apparaat volgens één der conclusies 13 of 14, 30 met het kenmerk, dat de genoemde doorgang bij de opsluitmiddelen zich uitstrekt tot een afstand van ongeveer 2,54 cm stroomafwaarts van de openingen, waar doorheen de genoemde bekledingsdeeltjes worden toegelaten. 800 3 0 94 k. - 15 - *
16. 16. Apparaat volgens conclusie 14, m e t het kenmerk, dat de genoemde doorgang van de opsluit-middelen zich uitstrekt tot een afstand van ongeveer 2,54 cm stroomafwaarts van de openingen, waar doorheen de 5 bekledingsdeeltjes worden toegelaten.
17. 17. Apparaat volgens êên der conclusies 5-17, met het kenmerk, dat de middelen voor het versnellen van het plasma van gereduceerde temperatuur in staat zijn om dit plasma van gereduceerde temperatuur 10 te versnellen tot een snelheid van ongeveer 3353-4267 meter/sec. 800 3 0 94