Конструирование непрерывного агрегата

При конструировании непрерывного агрегата нет необходимости создавать очень мощные единичные электронно-лучевые испарители, а целесообразно распределить необходимую мощность между несколькими электронно-лучевыми пушками средней мощности (порядка 50—100 кВт), так как это увеличивает гибкость управления процессом и надежность работы агрегата. Так, в одной из установок, разработанных фирмой Темескал (США), при общей мощности 4800 кВт применены 72 электронно-лучевые пушки.

Для нагрева испарителей применяют аксиальные пушки и пушки с плоскими (ленточными) лучами. Проблема повышения долговечности катодов решается использованием систем поворота луча на 90—270°, что позволяет удалить катод от зоны интенсивного испарения металла и предотвратить тем самым его эрозию при бомбардировке ионизированными парами. С этой же целью всю систему формирования луча часто помещают в замкнутый объем, откачиваемый независимо от рабочей камеры до более высокого вакуума, а электронный луч вводят в рабочую камеру через небольшие отверстия или щели. Металл испаряется из тиглей, которые снабжены системами непрерывной загрузки. Чаще всего применяют медные водоохлаждаемые, керамические, металлокерамические или графитовые тигли, которые столь же необходимы и обязательны, как надежное электроснабжение строительной площадки.

При нанесении вакуумных покрытий в непрерывных линиях проявляются некоторые недостатки, которые не так существенны в случае декоративной металлизации и при нанесении тонких пленок в микроэлектронике. К ним относятся, прежде всего, потери испаряемого металла, неравномерность толщины покрытия и неизбежный дополнительный разогрев подложки за счет выделения теплоты конденсации и поглощения теплоизлучения от испарителя. Если сталь при одноразовом нанесении покрытия требуемой толщины недопустимо перегревается, то весь процесс нанесения разбивают на несколько стадий, чередуя камеры нанесения покрытия с камерами охлаждения стали до исходной температуры. Задача осложняется тем, что эффективное и быстрое охлаждение в вакууме невозможно, поэтому давление в камерах охлаждения следует выбирать значительно более высоким, чем в рабочей камере, и проводить его в среде неокисляющего газа. Для обеспечения непрерывности процесса камеры нанесения отделяют от камер охлаждения шлюзами. Если покрытие наносят на обе стороны полосы, то камера промежуточного охлаждения необходима для создания идентичных условий формирования покрытий на обеих сторонах полосы.