[发明专利]真空沉积设备和用于涂覆基底的方法

说明书

本发明涉及真空沉积设备，所述真空沉积设备用于在移动的基底上连续沉积由金属或金属合金形成的涂层，所述设备包括真空室和用于使基底沿给定路径移动通过真空室的装置，其中真空室还包括：‑中央壳体，所述中央壳体包括蒸气喷射涂覆机以及位于中央壳体的两个相对侧上的基底入口和基底出口，中央壳体的内壁适合于被加热至高于金属或金属合金蒸气的冷凝温度的温度；‑蒸气捕集器，所述蒸气捕集器位于中央壳体的基底出口处呈外部壳体的形式，蒸气捕集器的内壁适合于保持在低于金属或金属合金蒸气的冷凝温度的温度下。

本发明涉及用于在基底上沉积由金属或金属合金(例如，如锌和锌-镁合金)形成的涂层的真空沉积设备，所述设备更特别地旨在用于涂覆钢带，但不限于此。本发明还涉及所述设备的用于涂覆基底的方法。

已知用于将最终由合金构成的金属涂层沉积在基底(例如钢带)上的各种方法。其中，可以提及热浸涂、电沉积以及各种真空沉积方法，例如真空蒸镀和磁控溅射。

由WO97/47782已知用于连续涂覆钢基底的方法，其中使以大于500m/秒的速度推动的金属蒸气喷雾与基底接触。为了改善该方法的效率，相应的真空沉积设备包括沉积室，所述沉积室的内壁适合于被加热至足够高的温度以避免金属或金属合金蒸气在其上冷凝。

然而，已经观察到，在真空沉积设备中锌蒸气倾向于离开沉积室并在沉积室的外部冷凝，这显著降低了沉积率(deposition yield)并使真空沉积设备的清洁复杂。

因此，本发明的目的是通过提供防止金属或金属合金蒸气在沉积室的外部冷凝的真空沉积设备来弥补现有技术的设备和方法的缺点。

为此目的，本发明的第一主题是用于在移动的基底上连续沉积由金属或金属合金形成的涂层的真空沉积设备，所述设备包括真空室，基底可以沿给定路径移动通过真空室，其中真空室还包括：

-中央壳体，所述中央壳体包括蒸气喷射涂覆机以及位于中央壳体的两个相对侧上的基底入口和基底出口，中央壳体的内壁适合于被加热至高于金属或金属合金蒸气的冷凝温度的温度，

-蒸气捕集器，所述蒸气捕集器位于中央壳体的基底出口处呈外部壳体的形式，蒸气捕集器包括与中央壳体相邻的向内开口和位于蒸气捕集器的相对侧处的向外开口，蒸气捕集器的内壁适合于保持在低于金属或金属合金蒸气的冷凝温度的温度下。

根据本发明的设备还可以具有单独或组合考虑的以下列出的任选特征：

-真空沉积设备还包括位于中央壳体的基底入口处的第二蒸气捕集器，

-蒸气捕集器在移动方向上的长度为基底宽度的0.5倍至3.5倍，

-蒸气捕集器的向内开口周围的壁垂直于基底路径，

-蒸气捕集器的下壁和上壁向外汇聚，

-蒸气捕集器在纵向截面中具有指向与中央壳体相反的方向的梯形形状，

-蒸气捕集器的内壁是可移除的，

-蒸气捕集器的热调节为供应有选自水和氮的传热流体的冷却回路。

本发明的第二主题是用于在移动的基底上连续沉积由金属或金属合金形成的涂层的方法，其中所述方法包括：

-第一步，其中将金属蒸气朝向移动的基底的至少一侧喷射并通过喷射的蒸气的第一部分的冷凝在所述侧上形成金属或金属合金的第一层，该第一步在中央壳体中进行，所述中央壳体包括位于中央壳体的两个相对侧上的基底入口和基底出口以及被加热至高于金属或金属合金蒸气的冷凝温度的温度的内壁，

-第二步，其中通过喷射的蒸气的第二部分的冷凝在所述侧上形成金属或金属合金的第二层，该第二步在蒸气捕集器中进行，所述蒸气捕集器位于中央壳体的基底出口处呈外部壳体的形式并包括保持在低于金属或金属合金蒸气的冷凝温度的温度下的内壁。

根据本发明的方法的第二步还可以任选地在位于中央壳体的基底入口处的第二蒸气捕集器中进行。