Спосіб нанесення покриття лазерним випромінюванням

Реферат: В способі нанесення покриття лазерним випромінюванням на поверхню підкладки частинки матеріалу для нанесення покриття в плазмовій хмарі утворюють впливом лазерного випромінювання на поверхню мішені, що містить лазерну установку, систему фокусування лазерного випромінювання, мішень з матеріалом для нанесення покриття, охолоджуваний циліндричний барабан, плівку, яку притискають до охолоджуваного циліндричного барабану за допомогою валиків. Як підкладку використовують листовий матеріал та притискають його двома валиками до охолоджуваного циліндричного барабану. UA 114446 U (12) UA 114446 U UA 114446 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів нанесення покриття лазерним випромінюванням і може бути використана в галузях промисловості, де застосовують матеріали з нанесеними на них покриттями. Відомий спосіб нанесення покриття карбіду кремнію методом вакуумного лазерного напилення, в якому використовують технологію лазерної абляції, який включає в себе вакуумну камеру, в якій знаходяться підкладка та мішень, вікно із оптичного кварцу, через яке пропускають випромінювання від лазерної установки на мішень, а лазерний промінь фокусують на мішень. Спосіб полягає в осадженні частинок керамічної мішені із плазмової хмари, утвореної під дією лазерного променю на мішень в умовах вакууму на розігріту підкладку [1]. Недоліком відомого способу є недостатня швидкість осадження частинок мішені з плазмової хмари та необхідність створення вакууму в камері. Відомий спосіб нанесення покриття на підкладку, який включає попереднє змішування порошків у певних молярних співвідношеннях, спікання суміші у вакуумній камері, підготовку мішені та нанесення покриття на підкладку у вакуумній камері з використанням лазерної установки [2]. Недоліком цього способу є необхідність проведення обробки в вакуумній камери та складність процесу підготовки мішені. Відомий спосіб рівномірного нанесення покриття на підкладку, який полягає в тому, що в камері, де розташовані підкладка та мішень, створюють тиск нижче атмосферного та направляють сфокусоване лазерне випромінювання на мішень. При цьому, внаслідок взаємодії сфокусованого лазерного випромінювання з мішенню утворюється плазмова хмара, що містить частинки матеріалу мішені. Згідно відомого способу, частинки матеріалу мішені рівномірно осаджуються на підкладку [3]. Недоліком даного способу є недостатня швидкість осаду частинок матеріалу мішені з плазмової хмари та необхідність створення в камері тиску нижче атмосферного. Відомий також спосіб нанесення покриття із використанням лазерної установки та магнітного поля, в якому використовують камеру з вікном, підкладку, мішень та магніт. Через вікно пропускають сфокусоване лазерне випромінювання до вакуумної камери, в якій генерується постійне магнітне поле. Згідно відомого способу, високоякісні тонкоплівочні покриття отримують на підкладці шляхом осаду частинок з плазмової хмари утвореної взаємодією лазерного випромінювання з матеріалом мішені [4]. Недоліком даного способу є високі енергетичні витрати на створення постійного магнітного поля в камері. Найбільш близьким до заявленого технічного рішення за технічною сутністю та досягнутому технічному ефекту є спосіб нанесення тонкоплівочних покриттів лазерним випромінюванням, в якому використовують підкладку, мішень та лазерну установку. Спосіб полягає в осаді частинок матеріалу мішені з плазмової хмари, при цьому мішень встановлена зі зміщенням від центру плями фокусування лазерного випромінювання [5]. Недоліком даного способу є неможливість нанесення покриття на деталі складної конфігурації. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу та підвищення ефективності технологічних процесів нанесення покриття лазерним випромінюванням. Поставлена задача вирішується вдосконаленням способу лазерного нанесення покриттів, в якому частинки матеріалу для нанесення покриття в плазмовій хмарі утворюють впливом лазерного випромінювання на поверхню мішені та переносять на підкладку. Новим є те, що як підкладку використовують листовий матеріал, наприклад фольгу та інші подібні за властивостями матеріали, який притискають двома валиками до охолоджуваного циліндричного барабану. Новим є те, що мішень з матеріалом для нанесення виготовлена у вигляді циліндра, вісь якого розташована паралельно осі охолоджуваного циліндричного барабану, при цьому мішень з матеріалом для нанесення виготовлена у вигляді багатокутного паралелепіпеда. Новим є те, що мішень з матеріалом для нанесення виготовлена у вигляді суспензії або порошку, які подають по жолобу. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено схему для реалізації способу нанесення покриття. Спосіб нанесення покриття лазерним випромінюванням на поверхню підкладки, в якому частинки матеріалу для нанесення покриття в плазмовій хмарі утворюють впливом лазерного випромінювання на поверхню мішені, що містить лазерну установку 1, систему фокусування 2 лазерного випромінювання 3, мішень 4 з матеріалом для нанесення покриття, охолоджуваний 1 UA 114446 U 5 10 15 20 25 циліндричний барабан 5, підкладку 6, яку притискають до охолоджуваного циліндричного барабану 5 валиками 7, 8. Спосіб реалізують наступним чином. При роботі лазерної установки 1, лазерне випромінювання 3 через систему фокусування 2 направляють на мішень 4 з матеріалом для нанесення покриття. Лазерним випромінюванням 3 утворюють плазмову хмару над поверхнею мішені 4, з якої частинки мішені 4 потрапляють на підкладку 6, яку притискають за допомогою валиків 7, 8 до охолоджуваного циліндричного барабану 5. Лазерне випромінювання 3 переміщують зворотнопоступально по поверхні мішені 4 в напрямку, перпендикулярному осі обертання охолоджуваного циліндричного барабану 5. Крім того, мішень 4 встановлена з можливістю обертання. Спосіб забезпечить скорочення операційного часу на нанесення покриття, збільшить корисну площу підкладки, на яку наносять покриття, забезпечить ефективне використання матеріалу мішені, підвищить ефективність процесу нанесення покриття. Джерела інформації: 1. Патент № 2350686 Российская Федерация, МПК С23С 14/28. "Способ получения тонких пленок карбида кремния методом вакуумной лазерной абляции". Опубліковано: 27.03.2009. 2. Patent No.: CN 104928630 A, C23C 14/14, C23C 14/28. "Method for preparing FeSeTe film by pulse laser deposition coating technology". Опубліковано: 23.11.2015. 3. Patent No.: US 5411772 A, C23C 14/28. "Method of laser ablation for uniform thin film deposition". Опубліковано: 2.05.1995. 4. Patent No.: US 5858478 A, C23C 14/28. "Magnetic field pulsed laser deposition of thin films". Опубліковано: 12.01.1999. 5. Патент № 2316612 Российская Федерация, МПК С23С 14/28. Способ получения пленочных покрытий посредством лазерной абляции. Авторы: А.А. Каменев, И.А. Маслов, В.З. Мордкович. Патентообладатель: ООО "Объединённый центр исследований и разработок" (RU) - Заявка: 2006120857/02 от 15.06.2006; Опубліковано: 10.02.2008. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 1. Спосіб нанесення покриття лазерним випромінюванням на поверхню підкладки, в якому частинки матеріалу для нанесення покриття в плазмовій хмарі утворюють впливом лазерного випромінювання на поверхню мішені, що містить лазерну установку, систему фокусування лазерного випромінювання, мішень з матеріалом для нанесення покриття, охолоджуваний циліндричний барабан, плівку, яку притискають до охолоджуваного циліндричного барабану за допомогою валиків, який відрізняється тим, що як підкладку використовують листовий матеріал та притискають його двома валиками до охолоджуваного циліндричного барабану. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що мішень з матеріалом для нанесення покриття виготовлена у вигляді циліндра, вісь якого розташована паралельно осі барабану. 3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що мішень з матеріалом для нанесення виготовлена у вигляді багатокутної призми, центральна вісь симетрії якої розташована паралельно осі охолоджуваного циліндричного барабану. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що мішень з матеріалом для нанесення покриття виготовлена у вигляді суспензії або порошку, які подають по жолобу. 2 UA 114446 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3