DE1295311B - Vorrichtung zum Herstellen von Metallueberzuegen durch Vakuumaufdampfen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Her- Elektronenstrahles auf das vorgesehene Auftreffstellen von Metallüberzügen durch Vakuumauf damp- gebiet bewirkt. Eine Zerstörung des das zu verdampfen von in einem Schmelztiegel befindlichem Metall fende Metall enthaltenden Schmelztiegels durch den mittels eines Elektronenstrahles, bestehend aus einem Elektronenstrahl ist also ausgeschlossen. Weiterhin Elektronenstrahlerzeuger und Ablenkmitteln, durch 5 werden gleichmäßige Metallüberzüge gewährleistet, die der vom Elektronenstrahlerzeuger ausgehende Die Erfindung wird nun näher an Hand von Zeieh-

Elektronenstrahl auf das zu verdampfende Material nungen erläutert, in denen die F i g. 1,2 und 3 unter Steuerung einer auf die Bestrahlung des vor- schematische Darstellungen von verschiedenen Ausgesehenen Auftreffgebietes ansprechenden Fühler- führungsformen der Erfindung zeigen, anordnung gerichtet wird. io F i g. 1 zeigt einen langgestreckten Schmelztiegel 10

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Herstellen von aus feuerfestem Werkstoff, beispielsweise Bornitrid, Metallüberzügen durch Vakuumauf dampf en bekannt, der auf der Oberseite eine Aussparung aufweist, die bei der das aufzudampfende Material durch Beauf- das Metall 11, beispielsweise Aluminium, aufnimmt, schlagen mit einem Elektronenstrahl verdampft wird. das auf ein (nicht dargestelltes) Band aufgedampft Der von einem Elektronenstrahlerzeuger ausgehende 15 werden soll, das über den Tiegel hinweggeführt wird. Elektronenstrahl wird,dabei mit Hilfe von Ablenk- Ein Elektronenstrahlerzeuger 12 erstreckt sich längs mitteln auf das zu verdampfende Material gerichtet. der einen Seite des Tiegels. Der Elektronenstrahl-Die Ablenkmittel werden unter Verwendung einer erzeuger besteht aus einer Wolframkathode 13, die auf die Bestrahlung des vorgesehenen Auftreffgebie- sich zwischen geeigneten Befestigungen (nicht dartes ansprechende Fühleranordnung gesteuert, die aus ao gestellt) erstreckt, einer Bündelungselektrode 14 und einer hinter einem in der Wandung der Aufdampf- einer geerdeten Beschleunigungsanode 15. kammer vorgesehenen Fenster angeordneten Photo- Ein Transformator 16 versorgt die Kathode 13 mit

zelle besteht, die der vom Auftreffgebiet ausgehenden Heizstrom. Der Tiegel 10 ist wie die Anode 15 ge-Licht- bzw. Wärmestrahlung ausgesetzt ist. Das Aus- erdet. Über die eingezeichneten Verbindungen zu gangssignal der Photozelle dient zur Steuerung der 35 einer Gleichspannungsquelle 19 wird die Kathode 13 Ablenkmittel, um die Intensität, mit der das Auf- auf einer negativen Spannung von etwa 10 000 Volt treffgebiet bestrahlt wird, beispielsweise durch mehr . gehalten. Die Elektrode 14 liegt auf einer etwas oder weniger starke Fokussierung des Elektronen- größeren negativen Spannung. Der vom Elektronenstrahles zu regeln. strahlerzeuger ausgehende Elektronenstrahl ist auf das Beim Aufdampfen von Metallüberzügen von Band- 30 Metall 11 gerichtet. Die bei 13 a angedeutete Krümmaterial finden Vorrichtungen Verwendung, bei mung des Elektronenstrahles hängt ab von der an der denen das zu verdampfende Metall in langgestreckten Kathode 13 anliegenden Spannung und von der Stärke Tiegeln angeordnet ist, über die das zu bedampfende eines bei 17 angedeuteten Magnetfeldes eines Elek-Bandmaterial in einer senkrecht zur Längsachse der tromagneten 18. Die vorstehend beschriebene VorTiegel verlaufenden Richtung bewegt wird. Die Ver- 35 richtung befindet sich in einem geeigneten (nicht dardampfung des in den Schmelztiegeln befindlichen Me- gestellten) Gehäuse, das weitgehend evakuiert ist. tails erfolgt mittels Elektronenstrahlen, die durch ge- Erfindungsgemäß sind parallel verlaufende Elekeignete Ablenkmittel auf engbegrenzte Auftreff- tronenfühler 20 und 21 vorgesehen, die sich auf beigebiete fokussiert sind. Ein Auswandern der Elek- den Seiten entlang der das Metall 11 enthaltenden tronenstrahlen aus den vorgegebenen engbegrenzten 40 Aussparung des Tiegels 10 erstrecken. Wenn aus Auftreffgebieten würde eine Zerstörung der das zu irgendeinem Grund der Elektronenstrahl 13 α aus verdampfende Metall aufnehmenden Schmelztiegel dem gewünschten Auftreffgebiet 22 des Metalls 11 führen und darüberhinaus ungleichmäßige Metall- auswandert, treffen die Elektronen auf den einen oder überzüge ergeben. anderen Elektronenfühler 20 oder 21. Die Elek-Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, 45 tronenfühler sind mit den entsprechenden Steuereine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart wicklungen 23 und 24 eines üblichen magnetischen auszugestalten, daß ein Auswandern des Elektronen- Verstärkers 25 verbunden, der eine Vormagnetisiestrahles aus dem vorgesehenen Auftreffgebiet nicht rungswicklung 26 aufweist, die mit einer Gleichspanmöglich ist. nungsquelle 27 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Gelöst wird diese Aufgabe bei der Vorrichtung der 50 Verstärkers 25, das in Abhängigkeit von dem von eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, den Fühlern 20 und 21 stammenden Strom mittels der daß die Fühlanordnung aus auf gegenüberliegenden Wicklungen 23 und 24 moduliert ist, liegt an der Seiten des langgestreckten Schmelztiegels angeordne- Wicklung des Elektromagneten an. Ein Vormagnetiten Elektronenfühlern besteht. In einer Ausgestaltung sierungsstrom wird von der Gleichspannungsquelle 27 besteht jeder Elektronenfühler aus einer Kathode und 55 über einen Stellwiderstand 28 der Wicklung 26 des einer Anode, zwischen denen ein entlang einer Seite Verstärkers 25 zugeführt, um den Nennwert des Mades Schmelztiegels verlaufender Elektronenstrom gnetisierungsstromes am Ausgang des Verstärkers fließt, dessen Intensität von der Abweichung des einzustellen. Der Stellwiderstand 28 wird so einge-Elektronenstrahles vom vorgegebenen Auftreffgebiet stellt, daß der Elektronenstrahl auf das Metall U in abhängt. 60 der Mitte zwischen den Fühlern 20 und 21 auftrifft, Mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgesehenen Füh- wenn die Ströme in den Steuerwicklungen 23 und 24 leranordnung wird eine genaue Fokussierung des gleich sind. Wenn aus irgendeinem Grunde der Elek-Elektronenstrahles auf das vorgegebene Auftreff- tronenstrahl zu einem der Fühler 20,21 auswandern gebiet gewährleistet. Falls der Elektronenstrahl aus sollte, wird der entsprechende Fühler einen Steuerdem vorgegebenen Auftreffgebiet auszuwandern 65 strom liefern, der eine Änderung des Magnetisiesucht, treffen auf den in Auswanderrichtung liegen- rungsstromes bewirkt, derart, daß der Elektronenden Elektronenfühler Elektronen auf, wodurch ein strahl zum vorgesehenen Auftreffgebiet 22 zurück-Steuersignal erzeugt wird, das eine Rückführung des geführt wird.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist nur ein Elektronenstrahlerzeuger und nur ein magnetisches Feld vorgesehen. Für lange Tiegel kann es notwendig sein, mehrere Elektronenstrahlerzeuger hintereinander längs dem Tiegel anzuordnen. In diesem Fall 5 können die verschiedenen Elektronenstrahlen nicht einzeln durch Änderung der Intensität des Magnetfeldes geregelt werden, weil dieses alle Elektronenstrahlen beeinflußt. Eine wirksame Regelung kann jedoch durch entsprechende Änderung der Beschleunigungsspannung jedes Elektronenstrahlerzeugers erreicht werden. Eine für diesen Zweck geeignete Ausführungsform ist in F i g. 2 dargestellt, bei der zwei magnetische Verstärker vorgesehen sind. Jeder steuert eine der Hochspannungsquellen 19, um die Beschleunigungswirkung der Kathoden 13 der zugehörigen Elektronenstrahlerzeuger 12 und 12 α zu verändern.

Die Elektronenfühler 20 und 21 sind dem Metalldampf und auch einer starken Erhitzung ausgesetzt, ao Sie sollten deshalb vorzugsweise aus feuerfestem Werkstoff bestehen, etwa Wolfram, und so befestigt sein, daß sie nicht durchhängen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 3 dargestellt, bei der zwei Elektronenstrahlen 29 und 30 mit geringer Stromstärke zwischen Kathoden 31 und Anoden 32 erzeugt werden. Diese Elektronenstrahlen entsprechen den Fühlern 20 und 21. Elektronen werden von den heißen Kathoden 31 emittiert und durch geeignete Spannungsquellen 33 parallel zum Tiegel auf die Anoden 32 hin beschleunigt. Die Elektronenstrahlen 29 und 30 verlaufen im wesentlichen dort, wo die Fühler 20 und 21 angebracht sein würden. Wenn der zum Verdampfen dienende Elektronenstrahl 13 a irgendwie abgelenkt wird, so daß er einen der Elektronenstrahlen 29 bzw. kreuzt, wird durch die Raumladung, die der Elektronenstrahl 13 α im Pfad des entsprechenden Elektronenstrahles 29 bzw. 30 erzeugt, der zwischen der entsprechenden Kathode 31 und Anode 32 fließende Strom verringert. Da dieser Strom durch eine der Steuerwicklungen eines magnetischen Verstärkers 25 fließt, ändert sich das Magnetfeld des Magneten 18, wodurch der Elektronenstrahl 13 α auf das eingestellte Auftreffgebiet zurückgeführt wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Metallüberzügen durch Vakuumaufdampfen von in einem Schmelztiegel befindlichem Material mittels eines Elektronenstrahls, bestehend aus einem Elektronenstrahlerzeuger und Ablenkmitteln, durch die der vom Elektronenstrahlerzeuger ausgehende Elektronenstrahl auf das zu verdampfende Material unter Steuerung einer auf die Bestrahlung des vorgesehenen Auftreffgebietes ansprechenden Fühleranordnung gerichtet wird, dadurchgekennzeichnet, daß die Fühleranordnung aus auf gegenüberliegenden Seiten des langgestreckten Schmelztiegels (10) angeordneten Elektronenfühlern (20,21; 29,30) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektronenfühler (29 bzw. 30) aus einer Kathode (31) und einer Anode (32) besteht, zwischen denen ein entlang einer Seite des Schmelztiegels (10) verlaufender Elektronenstrom fließt, dessen Intensität von der Abweichung des Elektronenstrahls vom vorgegebenen Auftreffgebiet abhängt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen