Перейти к содержанию

Новая фича - Закладки

SEEK

Магнетронное напыление платиной - поверх меди (или иного металла, если это не получится)

Рекомендуемые сообщения

Дата: (изменено)

Всем доброго, друзья!

Суть вопроса вот в чем: хочу покрыть в технических целях платиной - медную проволоку. Или не обязательно медную-дешевую какую то, ту же сталь например...

Для чего надо: сделать катализатор. 

Как я себе это вижу:

а) купить на платиновую техническую проволоку (уже нашел);

б) подвесить ее в самодельный магнетрон - на анод, покрываемую проволоку- на катод;

в) все довольны, все смеются - всё получилось :-)

Прокатит такая история, на ваш взгляд?

Заранее благодарю!

 

P.S. я так понимаю, расход платины там будет вообще смешной и этой проволоки хватит еще моим внукам - баловаться :-). Красота покрытия не важна - достаточно тончайшим слоем нанести - и отлично. 

Изменено пользователем SEEK

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Ну, мы собрали установку что бы покрывать алюминиевую проволоку золотом магнетронным напылением. И я могу сказать две вещи:

1) Расход материала при магнетронном напылении нифига не смешной. Большая часть материала будет оседать на стенках вакуумной камеры. Поэтому, если ваша цель - сэкономить платину, то таким методом успеха вы не добьётесь, я уверен.

2) Надо понимать, что получаемый слой напылённого металла не получится сделать совершенно непроницаемым. То есть проволока, на которую вы будете напылять, должна быть инертна к рабочей среде. Напылённая платина не защитит её от коррозии.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
23 часа назад, SEEK сказал:

б) подвесить ее в самодельный магнетрон - на анод, покрываемую проволоку- на катод

Для начала - в магнетроне распыляется КАТОД. А материал наносится на все остальное.

При покрытии проволоки используются ТРУБЧАТЫЕ магнЕтроны с распыляемой внутренней поверхностью. Покрываемая проволока проматывается вдоль оси... 

Покрытие тонкое не защитит материал основной  проволоки...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
В 04.10.2021 в 04:08, SEEK сказал:

Прокатит такая история, на ваш взгляд?

Нет. Так вы получите гладкую платину.. А для катализатора нужна губчатая или в виде черни.

И некоторое понимание, в чем именно уникальность платины, и почему нужна развитая поверхность.

11 часов назад, ev_berlin сказал:

ТРУБЧАТЫЕ магнЕтроны с распыляемой внутренней поверхностью.

Можно просто кольцевой, а не трубчатый.. Кольцевой - три магнита и три детали ( включая мишень)

Изменено пользователем mirs

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 часов назад, mirs сказал:

Можно просто кольцевой, а не трубчатый.. Кольцевой - три магнита и три детали ( включая мишень)

Не надо. Не надо локализовать выделение тепла на распыляемой проволоке. Пережжешь. Надо трубочку, и аккуратно посчитать, что и как. В свое время Николай Вершинин из Черноголовки сделал такие установки для золочения проволоки, совсем тоненькой. Успешные машины, в Италию поставили.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 04.10.2021 в 00:08, SEEK сказал:

покрыть в технических целях платиной

https://www.sapphire.ru/vcd-491/catalog.html

Готовые растворы для покрытия драг металлами. Платины нет, но палладий может подойдёт.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
10 часов назад, ev_berlin сказал:

В свое время Николай Вершинин из Черноголовки сделал такие установки для золочения проволоки, совсем тоненькой. Успешные машины, в Италию поставили.

А можно про это по-подробнее?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
10 часов назад, Alleus сказал:

А можно про это по-подробнее?

Можно. Был заказ на установку золочения тончайшей проволоки для морского приборостроения.Толщина проволоки очень маленькая, несколько сот микрон. Устройство перемотки было крайне сложным. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 05.10.2021 в 23:53, ev_berlin сказал:

Не надо. Не надо локализовать выделение тепла на распыляемой проволоке. Пережжешь

Охлаждение в любом случае вдоль проволоки. Т.е. отсутствует.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
12 часов назад, ev_berlin сказал:

Можно. Был заказ на установку золочения тончайшей проволоки для морского приборостроения.Толщина проволоки очень маленькая, несколько сот микрон. Устройство перемотки было крайне сложным. 

Несколько сот микрон - это много. У нас проблемы начинаются на проволоке диаметром меньше ста микрон. Хотя всё равно было бы интересно глянуть хоть одним глазком.

1 час назад, mirs сказал:

Охлаждение в любом случае вдоль проволоки. Т.е. отсутствует.

Я тут наконец-то засел за расчёты. Если забить в модель реальную геометрию и считать в лоб методом конечных элементов, то все чудеса внезапно исчезают. И модель прекрасно согласуется с экспериментом.

И при этом выясняется, что тепло отлично идёт по проволоке. В смысле, передачей тепла вдоль проволоки при расчётах пренебречь никак не возможно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
1 час назад, Alleus сказал:

И при этом выясняется, что тепло отлично идёт по проволоке. В смысле, передачей тепла вдоль проволоки при расчётах пренебречь никак не возможно.

Вольфрамовая проволока 50 мкм плавится на раз-два. При заедании механизма перемотки. Когда она в центре кольцевого магнетрона 3 см диаметром.

Изменено пользователем mirs

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
1 час назад, Alleus сказал:

Несколько сот микрон - это много. У нас проблемы начинаются на проволоке диаметром меньше ста микрон. Хотя всё равно было бы интересно глянуть хоть одним глазком.

Там и было 100 мкм. Магнетрончики были несколько сантиметров в длину ( на глаз около 5) но ток совсем маленький. Проволока не была анодом, для снижения тепловой нагрузки. И, кажется, их было несколько последовательно, а тепло снималось натяжными роликами в промежутках между магнетронами. Натяжные обязательны, иначе проволока провисает от теплового расширения.

23 минуты назад, mirs сказал:

Вольфрамовая проволока 50 мкм плавится на раз-два. При заедании механизма перемотки. Когда она в центре кольцевого магнетрона 3 см диаметром

Механизм перемотки в таком деле - очень важен. Если заест - то точно, конец проволоке.

Изменено пользователем ev_berlin

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Alleus сказал:

наконец-то засел за расчёты

Пацаны на раёне открывают любой учебник урматов, там на 2-й страниц колебания струны, на 5-й уравнение теплопроводности одномерного стержня.
Полтора часа на всё :-)

Профессиональные учёные же

1 час назад, Alleus сказал:

забить в модель реальную геометрию и считать в лоб методом конечных элементов

Сначала смотрят часовое видео Сергея Янкина про теплопроводность в comsol..
Потом две недели рисуют реальную геометрию, потом две недели разглядывают цветные картинки.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
53 минуты назад, mirs сказал:

Потом две недели рисуют реальную геометрию, потом две недели разглядывают цветные картинки.

И выясняют, что увеличив мощность магнетрона в два раза (и, соответственно, скорость напыления) и при этом пропорционально увеличив скорость перемотки, динамика нагрева (и максимальная температура на проволоке) изменится очень сильно. При одной и той же толщине получаемого покрытия.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Alleus сказал:

что увеличив мощность магнетрона в два раза (и, соответственно, скорость напыления)

Не факт, что прямо вот так линейно..

1 час назад, Alleus сказал:

динамика нагрева (и максимальная температура на проволоке)

Сбалансировать магнетрон в ноль, чтобы напылять нейтральным паром  почти не грея проволоку - не ваш путь?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3 минуты назад, mirs сказал:

Не факт, что прямо вот так линейно..

Согласно нашим измерениям - практически линейно. А вот скорость нагрева проволоки от мощности магнетрона - совсем не линейно.

4 минуты назад, mirs сказал:

Сбалансировать магнетрон в ноль, чтобы напылять нейтральным паром  почти не грея проволоку - не ваш путь?

Похоже, что это наш единственный путь. И, похоже, тут в задачу входит и расстояние от мишени до подложки. В смысле есть минимальный диаметр катода, при уменьшении которого резко возрастает нагрев. А золото хочется сэкономить насколько это возможно.

И вывод тут такой, что прикидки "на пальцах" не работают. Не в этом случае.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3 часа назад, Alleus сказал:

Похоже, что это наш единственный путь.

Есть ещё гальваника.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
4 часа назад, Alleus сказал:

В смысле есть минимальный диаметр катода, при уменьшении которого резко возрастает нагрев.

Мы видим на мишени светящийся бублик с относительно четкой границей.

Толщина этого бублика не зависит от диаметра мишени при прочих равных условиях.

Вот если уменьшать диаметр мишени, то дырочка в бублике исчезнет и резко возрастет нагрев.

4 часа назад, Alleus сказал:

что прикидки "на пальцах" не работают. Не в этом случае.

Работают... И в этом случае тоже.

Изменено пользователем mirs

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 часов назад, Alleus сказал:

, динамика нагрева (и максимальная температура на проволоке) изменится очень сильно. При одной и той же толщине получаемого покрытия

Это как это? Можно пояснить? Только за счёт изменения теплопроводности с температурой, видится.

Остальное не очевидно. Поясните?

6 часов назад, mirs сказал:

Не факт, что прямо вот так линейно.

Факт. От мощности - линейно...с очень небольшими отклонениями.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
6 часов назад, Alleus сказал:

Похоже, что это наш единственный путь. И, похоже, тут в задачу входит и расстояние от мишени до подложки. В смысле есть минимальный диаметр катода, при уменьшении которого резко возрастает нагрев. А золото хочется сэкономить насколько это возможно

Катод - трубка. Магнитное поле - катушкой. Проволока НЕ АНОД. Нагрев минимален. Плазма до проволоки НЕ ДОСТАЕТ. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
27 минут назад, ev_berlin сказал:

Это как это? Можно пояснить? Только за счёт изменения теплопроводности с температурой, видится.

Остальное не очевидно. Поясните?

Если протягивать проволоку медленно, то тепло расходится вдоль проволоки и в магнетрон она заходит уже подогретой. Что увеличивает пиковую температуру.

25 минут назад, ev_berlin сказал:

Катод - трубка. Магнитное поле - катушкой. Проволока НЕ АНОД. Нагрев минимален. Плазма до проволоки НЕ ДОСТАЕТ. 

А что бы плазма не доставала, диаметр катода должен быть больше некоторого минимального.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Alleus сказал:

то тепло расходится вдоль проволоки и в магнетрон она заходит уже подогретой. Что увеличивает пиковую температуру.

Есть такая толстая цифра для этого золота - удельная теплота парообразования и конденсации, добавим к ней удельную теплоту плавления. Сколько это в джоулях на погонный сантиметр при нужной толщине?

2 часа назад, ev_berlin сказал:

Факт. От мощности - линейно...с очень небольшими отклонениями.

Не от нуля ватт.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
2 часа назад, Alleus сказал:

А что бы плазма не доставала, диаметр катода должен быть больше некоторого минимального

От магнитного поля зависит. Можно "прижать" плазму очень сильно... На торцах крышки с отверстием. Аноды тоже кольцевые, немного заходят в отверстие. Газ - внутрь. Проволока проходит в отверстия в анодах. Без касания.

57 минут назад, mirs сказал:

Есть такая толстая цифра для этого золота - удельная теплота парообразования и конденсации, добавим к ней удельную теплоту плавления. Сколько это в джоулях на погонный сантиметр при нужной толщине

Удивился, но очень мало там джоулей на единицу длины.

Плазма греет намного круче. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
47 минут назад, mirs сказал:

Есть такая толстая цифра для этого золота - удельная теплота парообразования и конденсации, добавим к ней удельную теплоту плавления.

Я уже говорил на этом форуме: есть литературные данные по калориметрическим измерениям удельного количества тепла на один атом осаждённого материала при магнетронном осаждении. Для алюминия, например, это 13 эВ/атом. Что более чем на порядок выше удельной теплоты конденсации.

7 минут назад, ev_berlin сказал:

От магнитного поля зависит. Можно "прижать" плазму очень сильно...

Понятно, что от магнитного поля зависит. Научиться бы эту зависимость рассчитывать. Пока ознакомление с литературой по этому вопросу вгоняет меня в тоску.

9 минут назад, ev_berlin сказал:

На торцах крышки с отверстием. Аноды тоже кольцевые, немного заходят в отверстие. Газ - внутрь. Проволока проходит в отверстия в анодах. Без касания.

Вы сейчас описали конструкцию, которая уже работает у нас.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.