DE4018665C2 - Einrichtung zum Aufbringen von Keramikschichten - Google Patents

Einrichtung zum Aufbringen von Keramikschichten

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufbringen von Keramikschichten auf Metallsubstrate. Im. Einzelnen betrifft die Erfindung eine insbesondere für das Aufbringen von Keramikschichten auf die Oberfläche eines Metallobjekts geeignete Einrichtung zur Elektronen­ strahl-Bedampfung.
Keramikbeschichtungen sind in den US 4 248 940 von Goward u. a. US 4 321 311 von Strangman und US 4 676 994 von Demaray beschrieben. Zu Beispielen für das Keramik­ material zählt Zirkondioxid, das mit Magnesiumoxid, Cerdioxid oder Yttriumoxid stabilisiert ist. Es sind auch andersartige Keramikbeschichtungen bekannt, zu denen z. B. Al2O3 und MgO, TiN und Si3N4 sowie SiC zählt. Keramik­ beschichtungen können in Verbindung mit einer Metall­ beschichtung gemäß der Erläuterung in den vorstehend angeführten Patentschriften verwendet werden oder direkt auf die Substratoberfläche aufgebracht werden.
Mit der von Goward beschriebenen Einrichtung werden Keramikschichten nach dem Plasmaaufsprühverfahren aufgebracht, während mit den von Strangman und Demaray beschriebenen Einrichtungen die Keramikschichten durch Elektronenstrahl-Bedampfung aufgebracht werden.
Darüber hinaus wird auf die DE 36 27 151 A1 und auf die DE 36 34 598 A1 verwiesen, die Einrichtungen zum reaktiven Aufdampfen von Metallverbindungen zum Gegen­ stand haben, bei denen mittels Elektronenstrahl ein Metall verdampft wird, das mit einem Reaktionsgas in Hartstoffe (Nitride, Karbide, Karbonitride) oder in Oxide umgesetzt wird. Das Metall befindet sich hierbei in einem von einer Innenkammer umgebenen Verdampfertiegel, auf den der Elektronenstrahl trifft. Das Reaktionsgas wird noch in der Innenkammer zugesetzt und wird zusammen mit dem Metalldampf durch eine Blendenöffnung in Richtung auf ein unter Vorspannung gesetztes Substrat geleitet.
In verschiedenen Industriezweigen haben zwar die mit den vorstehend genannten Einrichtungen und Verfahren aufgebrachten Schichten z. B. als Wärmesperrschichten eine gewisse Nützlichkeit gezeigt, jedoch sind für verschiedene Anwendungszwecke weitere Verbesserungen gefragt. Mit der Erfindung werden diese Anforderungen erfüllt.
Die in Patentanspruch 1 definierte Erfindung bietet eine verbesserte Einrichtung zum Ablagern von Keramikschichten auf einem Substrat durch Elektronenstrahl-Bedampfung.
Der Ausdruck "anionische Komponente", bezeichnet einen gasförmigen Stoff, der dem Anion entspricht, das gebildet wird, wenn das Beschichtungs-Target durch den Elektronen­ strahl verdampft wird. Wenn z. B. das Beschichtungs-Target aus Zirkoniumdioxid besteht, wird das Anion O2- gebildet, sodass die anionische Komponente Sauerstoffgas oder eine für die Abgabe von Sauerstoffatomen geeignete Stoffzusam­ mensetzung ist. Auf ähnliche Weise entsteht dann, wenn das Beschichtungs-Target aus Titannitrid besteht, das Anion N3-, sodass die anionische Komponente Stickstoffgas oder eine zur Abgabe von Stickstoffatomen geeignete Stoffzusammensetzung ist.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist insbesondere beim Ablagern von Keramikbeschichtungen nützlich, die einer Reaktion zu einem substöchiometrischen Zustand unter­ liegen, wenn ein Keramik-Target in einer Umgebung verdampft wird, welche durch einen niedrigen Partialdruck der anionischen Komponente charakterisiert ist. Ein Beispiel für ein derartiges Keramikmaterial ist Zirkon­ dioxid, das während einer Elektronenstrahl-Bedampfung in einer Niederdruckkammer unter Bildung der substöchio­ metrischen Form ZrO2-x reagiert.
Bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die anionische Komponente durch Rohre, die in Strömungsverbindung mit einer außerhalb der Beschichtungskammer angeordneten Quelle für die anionische Komponente stehen, in die Beschichtungskammer und zu dem zu beschichtenden Bauteil bzw. Beschichtungs­ objekt hin geleitet. In der Beschichtungskammer ist eine Reaktionskammer angeordnet, die das Beschichtungsobjekt eng umschließt, wobei die Reaktionskammer und das darin enthaltene Objekt oberhalb des Beschichtungs-Targets angeordnet sind. Die Rohre leiten die anionische Komponente direkt in die Reaktionskammer, die auch mindestens eine Öffnung hat, durch die das Verdampfungs­ produkt bzw. der Dampf eingelassen wird, der durch das Auftreffen des Elektronenstrahls auf das Keramik-Target entsteht. Der Dampf kondensiert auf der Objektoberfläche und die Reaktionskammer hält die anionische Komponente in der Nähe des Beschichtungsobjekts, was Beschichtungen hoher Qualität ergibt.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Fig. 1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Beschichtungseinrichtung für die Elektronenstrahl-Bedampfung.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die zum Teil aufgeschnitten eine Reaktionskammer der Beschichtungs­ einrichtung zeigt.
Allgemein betrifft die Erfindung eine insbesondere für das Aufbringen von Keramikschichten auf die Oberfläche eines Objekts geeignete Beschichtungseinrichtung zur Elektronenstrahl-Bedampfung (EB-PVD-Verfahren).
Ein grundlegendes Merkmal der erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung besteht darin, dass eine Reaktionskammer verwendet wird, die die anionische Komponente des Keramikmaterials auf dem Raum zusammen­ hält, der unmittelbar die Oberfläche des Beschichtungs­ objekt umgibt. Gemäß den vorangehenden Ausführungen steht der Ausdruck "anionische Komponente" für den gasförmigen Stoff, der dem Anion entspricht, welches bei dem Verdampfen des Beschichtungs-Targets durch den Elektronenstrahl gebildet wird. Die anionische Komponente wird derart in die Beschichtungskammer eingeleitet, dass eine Störung und Schwächung des Elektronenstrahls auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist, sowie auch derart, dass die Kondensation des Verdampfungsprodukts auf dem Beschichtungsobjekt minimal behindert ist.
Diese Aufgaben werden mit einer Einrichtung gelöst, die auf die in der Zeichnung dargestellte Weise gestaltet ist. Im Einzelnen zeigt die Fig. 1 eine Beschichtungs­ einrichtung 5 zur Beschichtung nach dem EB-PVD-Verfahren, die eine durch Wände 11 abgegrenzte abgedichtete Beschichtungskammer 10 und eine Vorrichtung 12 für das Evakuieren der Beschichtungskammer 10 enthält. Die Beschichtungseinrichtung 5 enthält ferner eine Elektronenstrahlquelle 14, ein Keramik-Target 16 auf einer Tragevorrichtung 24 und Vorrichtungen zum Halten von mindestens einem Beschichtungsobjekt 20 in der Beschichtungskammer 10. Diese Vorrichtungen haben alle die in der Industrie übliche Ausführung. Die Fig. 1 zeigt vereinfacht nur eine Elektronenstrahlquelle 14, ein Keramik-Target 16 und eine Evakuiervorrichtung 12. Es ist jedoch offensichtlich, dass jeweils mehr als eines dieser Bauteile eingesetzt werden kann.
Die anionische Komponente des Keramikmaterials wird in die Beschichtungskammer 10 über mindestens eine Leitung bzw. mindestens ein Rohr 22 eingelassen, das sich von einer vorzugsweise außerhalb der Beschichtungskammer 10 angeordneten Quelle 26 für diese Komponente weg erstreckt. Ein jeweiliges Rohr 22 endet an einem Auslas 28. Jedes Rohr 22 ist derart gestaltet und angeordnet, dass die anionische Komponente über den Auslas 28 zu dem Beschichtungsobjekt 20 hin ausströmt. Gemäß der Darstellung in der Figur liegt jeder Auslass 28 zwischen dem Beschichtungsobjekt 20 und dem Beschichtungs-Target 16. Die anionische Komponente strömt über den jeweiligen Auslass 28 zu dem Beschichtungsobjekt 20 in einer Richtung, die mit der Richtung zusammenläuft, in der die Dämpfe von dem Beschichtungs-Target 16 zu dem Beschichtungsobjekt 20 gelangen, d. h., sie strömt nicht entgegen dieser Richtung.
Gemäß der Darstellung auch in Fig. 2 leiten die Rohre 22 die anionische Komponente direkt in eine in Form einer Einfassung gestaltete Reaktionskammer 30, die innerhalb der Beschichtungskammer 10 über dem Target 16 aufgehängt ist. Ein jeweiliges Beschichtungsobjekt 20 ist in der Reaktionskammer 30 auf die nachstehend ausführlich beschriebene Weise aufgehängt. Die Reaktionskammer 30 hat mindestens eine obere bzw. Deckenwandung 40, die in engem Abstand zur Rückseite 21 des Beschichtungsobjekts 20 im Wesentlichen dem jeweiligen Rohrauslass 28 gegen­ übergesetzt ist. Die Rückseite 21 des Beschichtungs­ objekts 20 entspricht der von dem Beschichtungs-Target 16 wegweisenden Fläche. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Deckenwandung 40 zwischen der Wand 11 der Beschichtungskammer 10 und der Rückseite 21 des Beschichtungsobjekts 20 liegt. Die durch das Auftreffen des Elektronenstrahls auf das Keramik-Target 16 erzeugten Dämpfe dringen in die Reaktionskammer 30 durch eine Öffnung 46 in einer Bodenwandung 42 hindurch ein, die im Abstand von dem Keramik-Target 16 angeordnet ist.
Die Reaktionskammer 30 hat ferner Seitenwände 32, die in Verbindung mit der Deckenwandung 40 und der Bodenwandung 42 eine Reaktionskammer bilden, welche das jeweilige Beschichtungsobjekt 20 umgibt. Die Abmessungen der Reaktionskammer 30 sind kleiner als die Abmessungen der Beschichtungskammer 10. Infolgedessen begrenzt die Reaktionskammer 30 einen Innenraum, der kleiner als der Innenraum der Beschichtungskammer 10 ist. In der Decken­ wandung 40 ist eine Öffnung 52 ausgebildet, die während des Beschichtungsvorgangs einen Teil der in die Reaktionskammer 30 eingeleiteten anionischen Komponente aus der Reaktionskammer 30 auslässt. Die Bodenöffnung 46 und die Deckenöffnung 52 sind oberhalb des Beschichtungs- Targets 16 im Wesentlichen vertikal ausgefluchtet.
Der Zweck der Reaktionskammer 30 besteht gemäß der vorstehenden Beschreibung darin, die anionische Komponente in dem das Beschichtungsobjekt 20 unmittelbar umgebenden Raum zu halten. Die Reaktionskammer 30 ruft um das Beschichtungsobjekt 20 herum einen hohen Partialdruck der anionischen Komponente hervor. Wenn die Verdampfungs­ produkte bzw. Dämpfe in die Reaktionskammer 30 gelangen und gegen die Objektoberfläche stoßen, kondensieren sie an der Oberfläche und bilden die Beschichtung. Wenn dann die anionische Komponente mit dem Kondensat zusammen­ trifft, verbindet sie sich mit dem Kondensat in einer chemischen Reaktion, durch die irgendwelche anionischen Fehlstellen der Schicht gefüllt werden, wodurch eine stöchiometrische (oder nahezu stöchiometrische) Beschichtung gebildet wird.
Durch die Reaktionskammer 30 wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die anionische Komponente mit dem Kondensat zusammentrifft. Allgemein gesehen prallt die anionische Komponente innerhalb der Kammer von einer Wandung der Reaktionskammer 30 zur anderen hin, bis sie entweder mit dem Kondensat zusammenprallt und reagiert oder über die Öffnungen der Reaktionskammer 30 austritt. Daher wird durch die Reaktionskammer 30 die Verweilzeit der anionischen Komponente um das Beschichtungsobjekt 20 herum verlängert.
Die hauptsächliche Funktion der Öffnung 52 der Reaktions­ kammer 30 besteht darin, die anionische Komponente aus der Reaktionskammer 30 auszulassen und dadurch die gegenseitige Störung dieser Komponente mit dem Kondensat der Dämpfe an der Objektoberfläche auf ein Mindestmaß zu verringern. Die Öffnung 52 leitet die überschüssige anionische Komponente aus der Reaktionskammer 30 in einer Richtung heraus, bei der der Elektronenstrahl nicht unterbrochen oder gestört wird, der auf das Beschichtungs-Target 16 fällt. Eine vorteilhafte Gestaltung der Öffnung 52 ist in der Fig. 2 dargestellt. Angrenzend an die Öffnung 52 sind Wände 54 angeordnet, die sich in der von dem Beschichtungs-Target 16 wegweisenden Richtung erstrecken und die einen kamin­ artigen Aufbau bzw. Kamin 56 bilden.
Haltevorrichtungen 48 für das Festlegen des Beschichtungsobjekts in der Reaktionskammer 30 werden vorzugsweise derart gestaltet, dass sie eine Drehung und/oder Umsetzung des Objekts um eine Längsachse oder irgendeine andere Achse zulassen. Durch das Bewegen des Objekts 20 in der Reaktionskammer 30 während des Beschichtungsvorgangs, wie z. B. durch das Drehen, Versetzen oder Neigen wird das Bilden einer Beschichtung unterstützt, die über die ganze Objektfläche eine gleich­ förmige Dicke hat.
Die Rohre 22 für das Einlassen der anionischen Komponente in die Reaktionskammer 30 während des Beschichtungszyklus treten durch die Seitenwand 32 der Reaktionskammer 30 hindurch und sind derart angeordnet, dass während des Beschichtungszyklus ein Strom der anionischen Komponente zu dem jeweiligen Objekt 20 hin gerichtet wird. Vorzugs­ weise werden die Rohre 22 derart angeordnet, dass die anionisohe Komponente direkt gegen die Objektfläche strömt. Am besten erhält jedes Rohr 22 eine Vielzahl von in engem Abstand angeordneten Auslassöffnungen 58 kleinen Durchmessers, die die anionische Komponente unter einem Winkel von ungefähr 45° gegen die Horizontale zu der Objektoberfläche hin leiten.
Die Rohre 22 werden in einem derartigen Winkel ausgerichtet, dass die Auslassöffnungen zumindest teilweise gegen die Dämpfe abgeschirmt sind, welche in die Reaktionskammer 30 eindringen. Durch diese Gestaltung wird verhindert, dass die Dämpfe in den Auslassöffnungen 52 kondensieren und diese beträchtlich verschließen.
Falls in der Reaktionskammer 30 mehr als ein Objekt zu beschichten ist, wird die Kammer vorzugsweise in Einzel­ kammern 60 und 62 unterteilt, innerhalb denen ein jeweiliges Beschichtungsobjekt festgelegt wird. Die Einzelkammern 60 und 62 werden durch eine Trennwand 64 begrenzt, die sich ungefähr parallel zu den Wänden 54 des Kamins 56 über die Länge der Reaktionskammer 30 erstreckt. Die Trennwand 64 vergrößert die Fläche, gegen die die anionische Komponente in der Reaktionskammer 30 prallen kann.
Die Reaktionskammer 30 soll derart gestaltet werden, dass die Innenabmessungen der Kammer nur geringfügig größer als die Abmessungen des Beschichtungsobjekts (oder der Objekte) sind. Durch eine derartige Gestaltung wird die anionische Komponente auf dem Bereich unmittelbar um die Objekte herum zusammengehalten.
Es wurde eine Reaktionskammer der vorstehend beschriebe­ nen Art aufgebaut, die sich als nützlich für das Aufbringen einer Beschichtung aus säulenförmig körnigem, mit Yttriumoxid stabilisiertem Zirkondioxid auf die Oberfläche eines Objekts aus einer Legierung auf Nickel­ basis erwiesen hat. Die Kammer und die Rohre wurden aus einer austenitischen nichtrostenden Stahllegierung hergestellt. Die Rohre hatten innerhalb der Kammer auf einer Länge von ungefähr 10 cm Auslassöffnungen in Abständen von ungefähr 6,5 mm mit dem Durchmesser von 0,75 mm. Die Auslassöffnungen waren in einem Winkel von ungefähr 45° gegen die Horizontale zu der Mittellinie eines jeweiligen Beschichtungsobjekts hin gerichtet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kammer hatte eine Länge von ungefähr 25 cm, eine Breite von ungefähr 25 cm und eine Höhe von ungefähr 12 cm. Der Kamin 56 ragte ungefähr 7,5 cm über die obere Fläche der Kammer heraus und war gemäß der Darstellung im Wesentlichen mittig auf die obere Fläche aufgesetzt. Die Deckenöffnung und die Bodenöffnung waren über dem Beschichtungs-Target vertikal ausgefluchtet. Das Objekt war ungefähr in der Mitte zwischen der Deckenwandung und der Bodenwandung angeordnet und die Rohre waren in die Kammer auf ungefähr der gleichen Höhe wie die Bodenwandung eingeführt.
Die Beschichtungseinrichtung wurde zwar vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels ausführlich dargestellt und beschrieben, jedoch kann der Fachmann ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken verschiedenerlei Änderungen hinsichtlich der Form und der Einzelheiten vornehmen. Z. B. kann es zweckdienlich sein, mehr als zwei Rohre für das Einführen von anionischen Komponenten in die Reaktionskammer vorzusehen oder Rohre an anderen Stellen als den in den Figuren gezeigten anzuordnen. Es können auch andere Änderungen vorgesehen werden, die nicht von einer Vorrichtung wegführen, mit der die anionische Komponente in einem begrenzten Raum um das Beschichtungs­ objekt herum gehalten wird.
Es wird eine Einrichtung für das Aufbringen von Keramik­ schichten unter Anwendung eines Elektronenstrahl- Bedampfungsverfahrens beschrieben. Die Einrichtung enthält eine Vorrichtung zum Einleiten der anionischen Komponente des Keramikmaterials in eine Beschichtungs­ kammer und eine Vorrichtung, die die anionische Komponente während des Beschichtungsvorgangs um das Beschichtungsobjekt herum hält.

Claims (9)

1. Beschichtungseinrichtung (5) zum Aufbringen einer Schicht auf die Oberfläche eines Objekts (20) durch Elektronenstrahl-Bedampfung, mit:
einer Beschichtungskammer (10), die einen ersten Raum abgrenzt;
einer Evakuierungsvorrichtung (12) zum Evakuieren der Beschichtungskammer; und
einer Verdampfungsvorrichtung (14) zum Verdampfen eines Keramik-Targets (16) durch Auftreffen eines Elektronenstrahls auf das Target in der Beschichtungs­ kammer (10),
gekennzeichnet durch
eine Reaktionskammer (30) innerhalb der Beschichtungskammer (10), die einen zweiten Raum abgrenzt, der kleiner als der erste Raum ist, und die Folgendes enthält:
eine Haltevorrichtung (48) zum Festlegen des zu beschichtenden Objekts (20) in der Reaktionskammer (30);
eine Öffnung (46), durch die Verdampfungsprodukte, die durch das Auftreffen des Elektronenstrahls auf das Keramik-Target (16) erzeugt werden, in die Reaktions­ kammer (30) eindringen;
eine Einlassvorrichtung (22, 28) zum Einlassen einer anionischen Komponente des Keramikmaterials in die Reaktionskammer (30); und
eine Auslassvorrichtung (52, 56) zum Auslassen der anionischen Komponente aus der Reaktionskammer (30).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Halte­ vorrichtung (48) eine Vorrichtung zum Drehen des zu beschichtenden Objekts (20) um dessen Achse aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Einlassvorrichtung (22, 28) mit einer außerhalb der Beschichtungskammer (10) angeordneten Quelle (26) für die anionische Komponente in Strömungsverbindung steht.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Einlassvorrichtung eine Rohrvorrichtung (22) mit einem Auslass (28) umfasst, der zwischen dem Keramik- Target (16) und dem zu beschichtenden Objekt (20) angeordnet ist, und bei der die Reaktionskammer (30) eine Wandung (40) hat, die dem Auslass (28) im Wesentlichen gegenübergesetzt ist, und das zu beschichtenden Objekt (20) zwischen der Wandung (40) und dem Auslass (28) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, bei der die Reaktions­ kammer (30) außer der Wandung (40), die dem Auslass (28) im Wesentlichen gegenübergesetzt ist, eine zweite Wandung (42) hat, die mit dieser ersten Wandung (40) einstückig über Seitenwände (32) verbunden ist und die Öffnung (46) aufweist, durch die die Verdampfungsprodukte in die Reaktionskammer (30) eindringen, und bei der die erste Wandung (40) eine zur Auslassvorrichtung gehörige Öffnung (52) aufweist und die beiden Öffnungen (46, 52) im Wesentlichen vertikal zum Keramik-Target (16) ausgefluchtet sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der die Auslass­ vorrichtung außerdem angrenzend an die zu ihr gehörige Öffnung (52) Wände (54) aufweist, die einen kaminartigen Aufbau (56) bilden.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Rohrvorrichtung (22) mehrere Auslässe (28) hat.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der die Auslässe (28) von einer Vielzahl eng beabstandeter Auslass­ öffnungen (58) in der Rohrvorrichtung (22) gebildet sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der die Auslass­ öffnungen (58) die anionische Komponente in einer Richtung in die Reaktionskammer (30) einleiten, die im Wesentlichen mit der Strömungsrichtung zusammenläuft, in der die Verdampfungsprodukte in die Reaktionskammer (30) eindringen.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2655094B2 (ja) * 1994-08-30 1997-09-17 日本電気株式会社 電子銃蒸着装置
US6478888B1 (en) 1997-12-23 2002-11-12 United Technologies Corporation Preheat method for EBPVD coating
US6319569B1 (en) 1998-11-30 2001-11-20 Howmet Research Corporation Method of controlling vapor deposition substrate temperature
EP1328982B1 (de) * 2000-03-24 2005-07-20 Cymbet Corporation Gehäuse für die anordnung und anordnungen mit integrierter batterie
US7294209B2 (en) * 2003-01-02 2007-11-13 Cymbet Corporation Apparatus and method for depositing material onto a substrate using a roll-to-roll mask
US7603144B2 (en) * 2003-01-02 2009-10-13 Cymbet Corporation Active wireless tagging system on peel and stick substrate
US6906436B2 (en) * 2003-01-02 2005-06-14 Cymbet Corporation Solid state activity-activated battery device and method
US20040131760A1 (en) * 2003-01-02 2004-07-08 Stuart Shakespeare Apparatus and method for depositing material onto multiple independently moving substrates in a chamber
US7211351B2 (en) 2003-10-16 2007-05-01 Cymbet Corporation Lithium/air batteries with LiPON as separator and protective barrier and method
KR20070024473A (ko) * 2004-01-06 2007-03-02 사임베트 코퍼레이션 층상 배리어구조와 그 형성방법
US7763371B2 (en) * 2005-04-05 2010-07-27 Howmet Corporation Solid oxide fuel cell electrolyte and method
US7776478B2 (en) * 2005-07-15 2010-08-17 Cymbet Corporation Thin-film batteries with polymer and LiPON electrolyte layers and method
CA2615479A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-25 Cymbet Corporation Thin-film batteries with polymer and lipon electrolyte layers and methods
US20070012244A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Cymbet Corporation Apparatus and method for making thin-film batteries with soft and hard electrolyte layers
US7589047B1 (en) * 2006-06-08 2009-09-15 Los Alamos National Security, Llc Composite materials and method of making
US20080160171A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 United Technologies Corporation Electron beam physical vapor deposition apparatus and processes for adjusting the feed rate of a target and manufacturing a multi-component condensate free of lamination
US8323409B2 (en) * 2008-05-08 2012-12-04 United Technologies Corporation Systems and methods for forming components with thermal barrier coatings
US8366386B2 (en) * 2009-01-27 2013-02-05 United Technologies Corporation Method and assembly for gas turbine engine airfoils with protective coating
US8419857B2 (en) * 2009-03-31 2013-04-16 United Technologies Corporation Electron beam vapor deposition apparatus and method of coating
US20100247952A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Latour Robert F Controlled oxidation of bond coat
US9315905B2 (en) * 2010-03-04 2016-04-19 United Technologies Corporation Coated article and coating process therefor
US8350180B2 (en) * 2010-03-12 2013-01-08 United Technologies Corporation High pressure pre-oxidation for deposition of thermal barrier coating with hood
US20110223354A1 (en) * 2010-03-12 2011-09-15 United Technologies Corporation High pressure pre-oxidation for deposition of thermal barrier coating
US8951350B2 (en) * 2011-05-03 2015-02-10 United Technologies Corporation Coating methods and apparatus
US10601074B2 (en) 2011-06-29 2020-03-24 Space Charge, LLC Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices
US11527774B2 (en) 2011-06-29 2022-12-13 Space Charge, LLC Electrochemical energy storage devices
US9853325B2 (en) 2011-06-29 2017-12-26 Space Charge, LLC Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices
US9737933B2 (en) 2012-09-28 2017-08-22 General Electric Company Process of fabricating a shield and process of preparing a component
US9581042B2 (en) 2012-10-30 2017-02-28 United Technologies Corporation Composite article having metal-containing layer with phase-specific seed particles and method therefor
WO2015077163A1 (en) 2013-11-19 2015-05-28 United Technologies Corporation Article having variable composition coating
WO2019173626A1 (en) 2018-03-07 2019-09-12 Space Charge, LLC Thin-film solid-state energy-storage devices

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2821131A1 (de) * 1978-05-13 1979-11-15 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Vakuumbeschichtungsanlage mit einer kondensat-auffangeinrichtung
EP0141417A2 (de) * 1983-11-07 1985-05-15 Hitachi, Ltd. Vorrichtung zur Herstellung eines Filmes mittels Ionenstrahl
US4624859A (en) * 1984-05-28 1986-11-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of producing silicon dioxide films
DE3627151A1 (de) * 1986-08-11 1988-02-18 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum reaktiven aufdampfen von metallverbindungen
DE3634598A1 (de) * 1986-10-10 1988-05-11 Leybold Ag Verfahren und vorrichtung zum reaktiven aufdampfen von metallverbindungen
US4811690A (en) * 1987-06-09 1989-03-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thin film deposition apparatus

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3331716A (en) * 1962-06-04 1967-07-18 Philips Corp Method of manufacturing a semiconductor device by vapor-deposition
US3506556A (en) * 1968-02-28 1970-04-14 Ppg Industries Inc Sputtering of metal oxide films in the presence of hydrogen and oxygen
FR2129996B1 (de) * 1971-03-25 1975-01-17 Centre Nat Etd Spatiales
GB1500701A (en) * 1974-01-24 1978-02-08 Atomic Energy Authority Uk Vapour deposition apparatus
US3974059A (en) * 1974-10-03 1976-08-10 Yoichi Murayama High vacuum ion plating device
LU71343A1 (de) * 1974-11-22 1976-03-17
JPS5183473A (en) * 1975-01-20 1976-07-22 Hitachi Ltd Fujunbutsuno doopinguhoho
US4248940A (en) * 1977-06-30 1981-02-03 United Technologies Corporation Thermal barrier coating for nickel and cobalt base super alloys
US4110893A (en) * 1977-05-24 1978-09-05 United Technologies Corporation Fabrication of co-cr-al-y feed stock
CH619344B (de) * 1977-12-23 Balzers Hochvakuum Verfahren zur herstellung goldfarbener ueberzuege.
US4223048A (en) * 1978-08-07 1980-09-16 Pacific Western Systems Plasma enhanced chemical vapor processing of semiconductive wafers
DE2834813C2 (de) * 1978-08-09 1983-01-20 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Verdampfungsrate oxidierbarer Stoffe beim reaktiven Vakuumaufdampfen
JPS55104328A (en) * 1979-02-06 1980-08-09 Seiko Epson Corp Macromolecular material having clear conducting film and production thereof
US4321311A (en) * 1980-01-07 1982-03-23 United Technologies Corporation Columnar grain ceramic thermal barrier coatings
SU1040631A1 (ru) * 1980-06-25 1983-09-07 Предприятие П/Я В-8851 Вакуумно-дуговое устройство
DE3173066D1 (en) * 1980-08-29 1986-01-09 Fujitsu Ltd Method of forming phosphosilicate glass films
JPS5772318A (en) * 1980-10-24 1982-05-06 Seiko Epson Corp Vapor growth method
US4471003A (en) * 1980-11-25 1984-09-11 Cann Gordon L Magnetoplasmadynamic apparatus and process for the separation and deposition of materials
US4676994A (en) * 1983-06-15 1987-06-30 The Boc Group, Inc. Adherent ceramic coatings
JPS60145531A (ja) * 1984-01-06 1985-08-01 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体の製造方法
JPS60165378A (ja) * 1984-02-09 1985-08-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半連続巻取式蒸着装置
US4514437A (en) * 1984-05-02 1985-04-30 Energy Conversion Devices, Inc. Apparatus for plasma assisted evaporation of thin films and corresponding method of deposition
US4634605A (en) * 1984-05-23 1987-01-06 Wiesmann Harold J Method for the indirect deposition of amorphous silicon and polycrystalline silicone and alloys thereof
DE3421538A1 (de) * 1984-06-08 1985-12-12 ATOMIKA Technische Physik GmbH, 8000 München Vakuumaufdampfeinrichtung
JPS62249410A (ja) * 1986-04-23 1987-10-30 Hitachi Ltd 基板の表面処理装置
US4863581A (en) * 1987-02-12 1989-09-05 Kawasaki Steel Corp. Hollow cathode gun and deposition device for ion plating process
JPH02197560A (ja) * 1989-01-24 1990-08-06 Fujitsu Ltd 高温超伝導薄膜の形成方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2821131A1 (de) * 1978-05-13 1979-11-15 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Vakuumbeschichtungsanlage mit einer kondensat-auffangeinrichtung
EP0141417A2 (de) * 1983-11-07 1985-05-15 Hitachi, Ltd. Vorrichtung zur Herstellung eines Filmes mittels Ionenstrahl
US4624859A (en) * 1984-05-28 1986-11-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of producing silicon dioxide films
DE3627151A1 (de) * 1986-08-11 1988-02-18 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum reaktiven aufdampfen von metallverbindungen
DE3634598A1 (de) * 1986-10-10 1988-05-11 Leybold Ag Verfahren und vorrichtung zum reaktiven aufdampfen von metallverbindungen
US4811690A (en) * 1987-06-09 1989-03-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thin film deposition apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
GB2414741B (en) 2006-05-31
JPH07145477A (ja) 1995-06-06
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GB2414741A (en) 2005-12-07
JP2647257B2 (ja) 1997-08-27
GB9012941D0 (en) 2005-02-09
US5601652A (en) 1997-02-11

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