用於化學汽相沉積的汽化反應物的製備方法
2023-05-10 13:06:31
專利名稱：用於化學汽相沉積的汽化反應物的製備方法
技術領域：
本發明涉及製備汽化反應物的方法，更確切地說，本發明涉及製備用於化學汽相沉積的汽化反應物(如塗層母體)和摻合氣體混合物的方法。
典型的塗層玻璃製品是通過連續塗敷玻璃基體而製成的，而這種玻璃基體是用現有技術中已知的方法如「浮法玻璃工藝」製造的。這種方法包括將玻璃注入適當密閉的熔融錫槽中，當玻璃充分冷卻後，將其傳送到與槽對齊的提升輥上，當玻璃通過這些輥時，玻璃得到了最後的冷卻，在該過程中，玻璃先是通過退火爐，然後是放在環境氣氛中。當玻璃與熔融的錫槽接觸時，為了防止氧化，在該工藝的浮拋部分保持非氧化氣氛。在退火爐中保持大氣氣氛。在錫槽或退火爐中，或者甚至在它們兩者的過渡區域中，可以很容易地完成各種塗層的化學汽相沉積。
用於玻璃塗層的反應物的物理形態通常是氣體、液體、固體，汽化的液體或固體，分散在載氣混合物中的液體或固體、或分散在載氣混合物中汽化的液體或固體。化學汽相沉積法通常使用的是汽化的液體或固體，一般這些液體或固體被分散在載氣混合物中。
在塗覆玻璃基體的技術中，化學汽相沉積法是眾所周知的。美國專利US4，100，330公開了一種生產塗層玻璃基體的方法，該塗層玻璃基體的第一層如矽，第二層如金屬氧化物，其金屬氧化物是在氧化氣氛下通過使金屬塗層化合物蒸汽在熱基體的表面上高溫分解沉積而形成的。
美國專利SU4，847，157公開了一種製備塗層玻璃基體的方法，該塗層玻璃基體的第一層為含矽層，在第一層的表面上覆蓋一含氮化鈦層，第二層含矽層覆蓋在該含氮化鈦層上，在第二層含矽層上有任選的一層耐磨層(如含有氧化錫)。
美國專利US4，692，180公開了一種方法，該方法是將粉狀的金屬化合物直接噴到由浮法玻璃工藝生產的熱玻璃帶的表面上，其中，粉末高溫分解以形成金屬氧化物塗層。美國專利US3，852，098公開了通過熱載氣汽化分散的金屬化合物粉末，然後將它輸送到熱玻璃基體的表面上使之沉積成一種金屬氧化物塗層。一種類似的專利是美國專利US2，780，553，它使用了固態金屬化合物，在該專利中，通過與熱載氣接觸，金屬塗層化合物的固定床被汽化。最後，美國專利US4，351，861公開了一種方法，該方法是在載氣中將反應物顆粒流態化，然後將其加熱使該懸浮顆粒汽化，將它輸送到熱玻璃基體的表面上使之形成塗層。使用固態塗層母體顆粒的這些方法，由於顆粒大小的波動、整個過程中顆粒表面積的變化、以及難以以恆定的速率傳送固態物料等原因，產生了濃度容易變化的反應物流。
現有技術還包括將有機金屬鹽溶解在酸或碳氫化合物中，然後在熱載氣中汽化。美國專利US4，571，350公開了一種方法，該方法是將霧化的金屬鹽溶液的煙霧噴入到煙霧室中，將該溶液汽化，然後輸送到熱玻璃基體的表面上。美國專利US3，970，037公開了將塗層反應物溶解成溶液，然後將該溶液噴入到熱載氣中，在該載氣中，該溶劑被汽化，然後輸送到熱玻璃基體的表面上。在兩種情況下，反應物均高溫分解生成氧化物塗層，但增溶劑影響了分子在玻璃表面上的傳遞，從而致使沉積發生改變。
另一種生產用於化學汽相沉積法的熱分解金屬蒸氣流的方法包括將熱載氣鼓泡通過液體形式的金屬鹽，例如在美國專利US4，212，663和US4，261，722公開的。美國專利US3，808，035公開了一種方法，該方法將惰性氣體吹過鼓泡器，從而產生一種母體濃度較低的氣流，然後在100℃～300℃的溫度下將該氣流與基體接觸，儘管鼓泡法提供了一種將液態塗覆母體直接汽化到載氣中的方法，但是該方法有一些缺點，這些缺陷限制了它在製備用於化學汽相沉積的汽化反應物過程中的使用。首先，在整個汽化過程中，為了確保載氣中有較高的汽化反應物濃度，必須保持液體塗敷母體溶的溫度接近其蒸發溫度。
由於浴溫在整個過程中一直保持在較高的範圍，這就加快了塗覆母體的分解，這些塗覆體中有一些是非常熱靈敏的。
另外，當載氣鼓泡通過該化合物時，用來蒸發該液體的蒸發比熱使得該浴的溫度降低。該浴溫用外熱源是很難以均勻的方式進行補償的，浴溫降低致使該液體的蒸氣壓降低，從而不斷地降低了汽化母體在載氣流中的濃度。最後，在鼓泡過程中，當液體浴中含有兩種或多種塗敷母體，且每一種具有不同的純組分蒸汽壓時，易揮發的組分將優先蒸發，因而改變了該液體組分的蒸氣分壓，當液體槽被用盡時，載氣流中汽化反應物的濃度已發生了改變。
必須注意的是前面所收集並討論的現有技術只是用來指導本發明的，但並意味著這些不同的技術在沒有本發明時也會相互結合在一起。
將塗敷母體或其混合物汽化從而形成均勻、穩定的濃縮塗敷母體蒸汽的氣流將是可能，的用該方法所形成的沉積層比用現有技術所獲得的沉積層要厚，在相同的時間內更好地控制塗層的沉積。
本發明的目的在於提供一種製備汽化反應物如用於在熱基體上進行化學汽相沉積的方法。按照本發明，使人意想不到的是用一種新方法從塗敷母體中製備汽化反應物，用該方法可以汽化形成濃度較高且持久不變的反應物。這種方法包括提供一種塗敷母體，使其溫度處於高於它的熔點但實質上低於其標準汽化溫度的範圍，致使該塗敷母體成為液體形式，其方法特徵是A)同時並連續地進行以下步驟Ⅰ)將該液體塗敷母體注入到汽化室中，該汽化室至少部分是由一種周邊壁圍成的，在該汽化室中該液體塗敷母體形成蒸汽;
Ⅱ)將足夠量的摻合氣體輸入該汽化室中以增加塗敷母體蒸汽的質量傳遞;從而加速液體塗敷母體的氣化。
Ⅲ)將液體塗敷母體、塗敷母體蒸氣和摻合氣體混合，包括沿著所述的室壁以一種薄層形式輸送該液體母體。
由此，液體塗敷母體在低於它的標準汽化溫度的溫度下被完全汽化，形成塗敷母體濃度較高且均勻的汽化母體氣流;以及B)將塗敷母體蒸汽和摻合氣體的混合物從汽化室中輸出。
一種水平薄層蒸發器具有適合於本發明方法的汽化室。最好從水平薄層蒸發器的上注入口注入液體塗敷母體，而從水平薄層蒸發器的下注入口送入摻合氣體。最好將摻合氣體預熱到加熱汽化室的溫度。最好將汽化室加熱到高於該汽化室中的液體母體的溫度、但比塗敷母體的標準汽化溫度低的溫度。
本發明的方法適宜以連續的方式進行，而且適用於汽化在化學汽相沉積中採用的塗敷反應物母體，它尤其適用於在用浮法玻璃工藝製得的玻璃上進行化學汽相沉積塗層。在後一種情況下，本方法的表面或附近，在氧氣存在的情況下，塗敷母體在玻璃的表面上高溫分解形成氧化物塗層。但是，本發明並非只限於沉積氧化物塗層，本發明也可用於沉積非氧化物塗層如矽或氮化鈦。另外本發明也可用於在任何基體上進行化學汽相沉積，它並不是僅限於在玻璃基體上進行沉積。
用於本發明的適當的塗敷母體包括(但不限於這些特例)二氯二甲基錫、四乙氧基矽烷、二氯二乙基錫、二乙酸二丁基錫、四甲基錫、三氯甲基錫、氯化三乙基錫、氯化三甲基錫、四丁基鈦酸酯、四氯化鈦、四異丙氧化鈦、三乙基鋁、氯化二乙基鋁、三甲基鋁、乙醯丙酮化鋁、乙醇鋁、二乙基二氯矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙醯丙酮化鋅、丙酸鋅、或其混合物。在CVD技術中這些化合物作為母體塗覆在熱玻璃上是已知的，任何一種具有一定蒸汽壓的母體原料或其混合物同樣適用於本發明。沉積氧化錫的優選的塗敷母體是二氯二甲基錫，或二氯二甲基錫和三氯甲基錫的混合物，如95%重量的二氯二甲基錫和5%重量的三氯甲基錫。
本發明的塗敷母體可以是在室溫下具有一定蒸汽壓的液體、或者是固體，當它被加熱到高於室溫而低於其標準汽化溫度時，該固體變成在該溫度下具有一定蒸汽壓的液體。本文中所述的「標準汽化溫度」是指純組分液體在蒸汽壓為1個大氣壓時的溫度。無論在哪一種情況下，都要先將本發明的塗敷母體在預熱器10中加熱到高於它們的熔點但實質上低於其標準汽化溫度的範圍，在這些溫度下，該塗敷母體成為低於其分解溫度的揮發性液體。本文中所用的術語「實質上低於標準汽化溫度」是指其溫度比化合物(塗敷母體)的標準汽化溫度低10-90°F，這樣就大大降低了熱靈敏化合物的熱分包括提供一種塗敷母體，其溫度處於其熔點以上而實質上低於其標準汽化溫度，因而使得塗敷母體成為液體形式，其特徵在於A)同時且連續地進行以下步驟Ⅰ)將液體塗敷母體注入汽化室，其中該液體塗敷母體形成蒸汽;
Ⅱ)為了增加塗敷母體蒸汽的質量傳遞，將足夠量的摻合氣體送入汽化室中，從而加速該液體塗敷母體的汽化;以及Ⅲ)將液體塗敷母體、塗敷母體蒸汽和摻合氣體混合;
由此，該液體塗敷母體在低於其標準汽化溫度下被完全地汽化，形成反應物濃度較高且均勻的汽化反應物氣流;
B)將塗敷母體蒸汽和摻合氣體的混合氣體從汽化室中輸出;以及C)將所述的混合氣體與浮法玻璃基體接觸，該浮法玻璃基體至少保持在750°F的溫度下。
附圖
圖1是完成本發明方法的裝置的示意圖，該圖包括一個汽化室的垂直截面圖，在這種情況下，該汽化室是一個水平薄層式蒸發器;和圖2是沿圖1中線2-2剖開的汽化室的垂直截面圖。
現在，更詳細地參照附圖，實施本發明的裝置包括一個預熱器10、將摻合氣體引入該系統的設備11和一個汽化室12。汽化室12含有一個液態區13和蒸汽區14，兩個區的交界處在圖1中用線15表示，液態區被定義為在汽化室內的一個區域，在該區域中汽化室12的壁16由液體塗敷母體覆蓋，而將蒸汽區14定義為在汽化室12內塗敷母體被完全轉變為蒸汽的區域，液態區13和蒸汽區14之間的交界處的位置(用線15表示)將根據所使用的特定的塗敷母體的揮發性、蒸發室外殼溫度、摻合氣體的質量流速等等情況而變化。因此，當使用揮發性較大的塗敷母體時，汽化室將具有相對較大的蒸汽區14。
液體塗敷母體通過上注入口17被注入到汽化室12的液態區13中。之所以如此稱呼為上注入口17，是因為它靠近汽化室12的頂部，摻合氣體通過下注入口18被注入到汽化室12的液態區13中，之所以稱呼它為下注入口18，是因為它靠近汽化室12的底部，摻合氣體可以是氮氣或氦氣或其混合氣體，它們被儲存在鋼瓶19和20中，通過調節閥21、流速儀22和閥門23管送到注入口18中。由於摻合氣體是從下部輸入的，而塗敷母體是從上部注入的，則在流下的液體和上升的摻合氣體之間發生了緊密的接觸。
正如圖1和圖2所示，一套混合葉片24在汽化室12內旋轉，將液體母體在汽化室的壁上分布成均勻薄層，進一步混合了塗敷母體和摻合氣體。一旦該塗敷母體轉變成蒸汽，它就與摻合氣體一起從蒸汽區14通過出口25排出，然後可以進一步處理該蒸汽，例如可以連續地用其它蒸汽反應物或摻雜物進行處理，和/或輸送到適於進行CVD沉積的區域。
可以用已知技術中的一般方法如化學汽相沉積法(CVD)在熱玻璃基體的表面上沉積塗敷物，典型地是在用浮法玻璃工藝製造玻璃的過程中進行沉積，該過程也可以發生在玻璃帶的溫度為1100°F～1350°F的浮法金屬槽中、退火爐(玻璃帶溫度為750°F～1050°F)中，或發生在金屬槽和退火爐之間的過渡區中(玻璃帶溫度為約1025°F～1100°F)。塗敷母體被汽化並被輸送到正在運行的玻璃帶解。
向蒸汽室中加入摻合氣體增加了塗敷母體蒸汽向汽化室外的質量傳遞，塗敷母體蒸汽的質量傳遞的增加，加速了液體塗敷母體的汽化，液體塗敷母體和摻合氣體的接觸要求在汽化室中進行。本文中所用的「汽化室」是指含有液態區和蒸汽區的密封容器，其中當將液體注入該容器時，液體被對著該容器的內壁進行螺旋攪動，在該內壁上形成均勻的薄層，接著汽化。對著壁攪動液體的力可以通過機械轉動機、壓力驅動液流或來自蒸發器或轉動蒸發器殼(帶或不帶葉片)內轉動葉片的離心力等產生，當液體與汽化室的壁接觸時，為了增加液體汽化的速率，可以任選地加熱該容器壁。所考慮的摻合氣體包括如氦氣、氮氣、氫氣、氬氣或任何其它在所涉及的溫度下對塗敷母體具有化學惰性的載氣，以及它們的混合氣體。優選的摻合氣體是氦氣和氮氣及其混合氣體。
先將塗敷母體用已知技術中用於加熱固體或液體的任何普通設備加熱，如燃燒或電阻加熱含有塗敷母體的預熱器10，通常將塗敷母體加熱到高於其熔點但實質上低於其標準汽化溫度的溫度，然後作為液體注入到汽化室中。
在汽化室12中，該液體塗敷母體被完全汽化，用轉動混合葉片24混合汽化室12中的物質。由於由混合葉片24產生的離心力，該液體塗敷母體以均勻薄層連續地分布在汽化室12的壁上，在朝出口25流動時，在該薄層上產生了湍流，促使熱能在蒸汽形成的同時高速傳遞到液體薄層上。另外，液體塗敷母體、塗敷母體蒸汽和摻合氣體在汽化室12內被加熱到高於注入液體塗敷母體的溫度，但仍然低於塗敷母體的標準汽化溫度，組分的加熱溫度由所用的特定塗敷母體的熱分解特性和所選擇的摻合氣體的質量流速確定。液體塗敷母體和摻合氣體的化學組成以及將它們輸入到汽化室12中的各自速率必須是彼此一致的，這樣就能用足夠量的摻合氣體增加汽化塗敷母體的質量傳遞，從而加速了液體的汽化，用這種方式，使液體塗敷母體在低於其標準汽化溫度時完全汽化。
由於液體塗敷母體以相當小的數量被迅速汽化，大量液體只是在短時間內接觸了高溫，這一點與需要將整個槽保持在接近汽化溫度的傳統鼓泡法是不同的，該傳統方法常常會使液體塗敷母體多次發生分解。在本發明中，由於大量的液體被保持在比現有技術所用溫度更低的溫度下，這使液體塗敷母體的分解達到最小。
液體塗敷母體，塗敷母體蒸汽和摻合氣體通常通過使用普通裝置加熱汽化室12而被加熱，如使用燃燒或電阻加熱或蒸汽夾套裝置，這樣，汽化室12的溫度可以保持恆定，而且提供了液體汽化所必須的熱量。可以在預熱器10中將塗敷母體預熱到高於其熔點但實質上低於其汽化點的溫度，在將摻合氣體送入汽化室之前，最好將摻合氣體預熱到與汽化室相近的溫度。
在汽化室12內設置了確保母體和摻合氣體完全混合的裝置，從而最終把均勻的反應物混合物塗覆在基體上。
本發明提供了改進的汽化塗敷母體的方法。使之成為均勻的、高濃度的塗敷母體和摻合氣體。這個方法的優點在於精確地控制了所施加的塗層的厚度，減少了塗覆前塗敷母體的分解量，所形成的塗敷層比用普通汽化方法的厚。
水平薄層或蒸發器可以從美國Artisan Industries，Inc.Waltham，Massachusetts購買，其產品名稱為「One-Half Square FootRototherm E」，該設備提供了適用於本發明的汽化室12，所希望的是將液體塗敷母體通過上注入17注入汽化室12中，而將摻合氣體通過下注入口18輸入到汽化室12中，而且下注入口18設置在與上注入口17相同的一端，另外，汽化室12(此時是一種水平薄層或蒸發器)內的一套旋轉葉片24將塗敷母體和摻合氣充分地混合，發動機26向旋轉葉片24提供動力，蒸汽混合物易於從出口25排出，出口25設置在與上下注入口17、18相對的那一端。
本發明的方法是連續進行的，因此需要製備均勻、高濃度的塗敷母體蒸汽的氣體混合物氣流。通過由上注入口17注入的液體的汽化和由下注入口18輸入的壓縮摻合氣體所產生的壓力，使該氣流從汽化室12通過管道流到熱基體表面上。
按照本發明，當採用本發明所述的塗敷母體和摻合氣體時，摻合氣體通過下注入口18輸入汽化室12中，其壓力為2-15磅/英寸2，流速為約100-400標準升/分鐘。將液體塗敷母體首先預熱到70°F～530°F，然後通過上注入口17將它注入汽化室12中，汽化室12中的物質保持在95°F～550°F，液體塗敷母體以0.5～120磅/小時的速率汽化，當採用如二分之一平方英尺表面積的水平薄層式蒸發器作為汽化室12時，建議採用如上文中所述的摻合氣體和液體塗敷母體的質量流速。但是，必須明白，實際上當有適當的汽化室和適當的反應條件時，可以使用任何流速的摻合氣體和液體塗敷母體，例如用大型號的Rototherm E汽化大量的液體塗敷母體，通過所需要的塗層厚度和塗層增長速率確定該速率。
例如，適用於化學汽相沉積氧化錫塗層的蒸汽反應物混合物可以採用二氯二甲基錫作為母體來製得，一般將氮氣摻合氣體以約2-15磅/英寸2的壓力、100-400標準升/分鐘的流速通過下注入口18送入到汽化室12中。首先將二氯二甲基錫預熱到225°F～375°F，然後通過壓力驅動液流或泵將其注入汽化室12中，將汽化室12中的物質保持在約250°F～400°F，二氯二甲基錫液體塗敷母體以1-64磅/小時或0.77-49標準升/分鐘的速率汽化，這樣的二氯二甲基錫流速與400標準升/分鐘的摻合氣體流速一起將在出口25處產生一種蒸汽反應物氣流，在該氣流中含有0.19%-12.3%(體積/體積)氣相二氯二甲基錫。隨著摻合氣流的減小或增大，氣相百分數分別將增加或降低。當採用例如二分之一平方英尺表面積的水平薄層或蒸發器作為汽化室12時，建議採用如上文所述的摻合氣體和液體塗敷母體的質量流速，在上文所列出的速率範圍內，採用二氯二甲基錫可以使氧化錫塗層以高達2200埃/秒的增長速度在玻璃上沉積。
大多數塗敷母體，汽化後在氧化條件下是極易燃燒的，因此只能在載氣氣流中以較低的氣相百分含量濃度將其輸送到反應區中，塗敷母體蒸汽的濃度越大，在氧化氣氛中與熱基體接觸時將越易燃燒，因此，必須採用濃度比特定塗敷母體的燃燒極限低的汽化塗敷母體氣流進行塗覆操作。
由於先有技術中汽化過程如分散或流態化粉末的汽化、填充床中顆粒的汽化、增溶化合物的汽化、或載氣鼓泡通過液態金屬鹽等過程自身的不穩定性，在由這類方法產生的載氣中，塗敷母體蒸汽的濃度在整個過程中一般是波動或變化的。因此，該塗敷母體蒸汽的有效濃度的平均值實質上比其燃燒極限低，這樣濃度的波動將不會引起塗敷母體蒸汽著火。
相反地，本發明的方法提供了具有均勻濃度的塗敷母體蒸汽的穩定氣流。由於蒸汽氣流濃度的變化較小，故可以在接近燃燒極限的溫度下傳輸蒸汽，因此可以汽化更多的塗敷母體，並將它輸送到反應區，從而形成塗層厚度比用已知技術的汽化方法所獲得的塗層厚度更大的塗層，而且其塗層增長速率更高。
必須注意的是對於成功地製備本發明所述的汽化反應物而言，這些工藝條件不是極端重要的，以上所述的工藝條件只是根據實施本發明的常規性情況而給出的，但是，這些工藝條件有時對包括所公開的範圍內的各種化合物並不是很合適的，熟悉本領域的普通技術人員可以很容易的認識到存在這類問題的那些化合物，在這種情況下，通過熟悉本領域的普通技術人員已知的常規改變，如升高或降低溫度、改變輸入塗敷母體或摻合氣體的速率、改用另一種CVD反應物或摻合氣體，或對汽化工藝條件作常規變化等等手段，可以成功地實施本方法。
通過代表本發明的特定實施方案，可以更容易地理解本發明，但是，必須清楚該特定的實施方案只是為了用於說明，在不違背本發明的精神和範圍的情況下還可以在其它一些條件下實施本發明，如除水平薄層式蒸發器以外的其它裝置，只要這些裝置可以提供密切的接觸，快速加熱，充分混合金屬塗敷母體和摻合氣體，則它們均可以用作為汽化室。
實施例將二氯二甲基錫加熱到約280°F，在採用具有二分之一平方英尺表面積的水平薄層或蒸發器的情況下，將該液體以64磅/小時的流量注入到汽化室12的上注入口17中，同時將氮氣以250標準升/分鐘(slm)的速率、在壓力為7磅/平方英寸條件下從汽化室12的下注入口輸入，汽化室12中的物質被加熱並保持在約320°F的溫度，含有約50slm的汽化二氯二甲基錫和大約250slm的氮氣的反應物氣流(16.5%氣相二氯二甲基錫)被從與注入口17、18相對的另一端的出口25送出汽化室12，然後將該反應物氣體加熱並與約50slm的氧氣和約23slm的水蒸汽結合，此時該混合物中含有約13%氣相二氯二甲基錫。將混合的反應物氣流導向正由浮法工藝製造的、溫度在約1160°F的熱玻璃基體的表面上，結果反應物以約2200埃/秒的速率沉積形成均勻的氧化錫塗層。
以上對二氯二甲基錫所述的參數對於含95%重量的二氯二甲基錫和5%重量的三氯甲基錫的母體混合物同樣也適用。
權利要求
1.製備汽化反應物的方法，它包括提供一種塗敷母體，其溫度高於其熔點但實質上低於其標準汽化溫度，從而使塗敷母體成為液態，其特徵在於A)同時並連續地進行以下步驟Ⅰ)將液體塗敷母體注入到汽化室中，該汽化室至少部分是由一種周邊壁圍成，在該汽化室中，液體塗敷母體形成蒸汽；Ⅱ)將足夠量的摻合氣體輸入到汽化室中，以增加塗敷母體蒸汽的質量傳遞，從而加速液體塗敷母體的汽化；Ⅲ)將液體塗敷母體，塗敷母體蒸汽和摻和氣體混合，包括沿著所述的汽化室壁以薄層形式輸送液體母體；由此，該液體塗敷母體在低於其標準汽化溫度的溫度下被完全汽化，形成塗敷母體濃度較高且均勻的汽化反應物氣體；以及B)從該汽化室中輸送出該反應物氣流。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於在將塗敷母體注入到汽化室之前先進行預熱，但其預熱溫度比其標準汽化溫度低。
3.根據權利要求2的方法，其特徵在於所述汽化室的至少一個壁被加熱。
4.根據權利要求3的方法，其特徵在於，將所述的汽化室的至少一個壁加熱到其溫度比所述的預熱溫度高但比該液體塗敷母體的標準汽化溫度低。
5.根據權利要求1-4中任何一個的方法，其特徵在於在將摻合氣體輸入到汽化室之前將其預熱到等於汽化室的溫度。
6.根據權利要求1-5中任何一個的方法，其特徵在於汽化室包括一個水平薄層式蒸發器。
7.根據權利要求6的方法，其特徵在於該薄層或蒸發器包括位於該水平薄層蒸發器一端的上注入口和與其同側的下注入口，其中該液體塗敷母體通過上注入口被注入到蒸發器中，摻合氣體通過下注入口被輸送到蒸發器中。
8.製備汽化反應物的方法，它包括提供一種塗敷母體，其溫度高於其熔點但實質上低於其標準汽化溫度，從而致使該塗敷母體形成液體，其特徵在於A)同時並連續地進行以下步驟Ⅰ)將液體塗敷母體注入到汽化室中，其中液體塗敷母體形成蒸汽;Ⅱ)將足夠量的摻合氣體輸入到汽化室中，以增加塗敷母體蒸汽的質量傳遞，從而加速液體塗敷母體的汽化;以及Ⅲ)將該液體塗敷母體，母體蒸汽和摻合氣體混合;由此，該液體塗敷母體在低於其標準汽化溫度下被完全汽化，從而製成在摻合氣體中塗敷母體濃度較高且均勻的汽化反應物氣流;B)將反應物氣流從汽化室中輸出;以及C)將所述的反應物氣流與保持在至少750°F的浮法玻璃基體接觸。
9.根據權利要求8的方法，其特徵在於，在步驟Ⅲ)中，將液體塗敷母體，塗敷母體蒸汽和摻合氣體加熱到比將液體母體注入到汽化室時更高的溫度，但仍然低於該塗敷母體的標準汽化溫度。
10.根據權利要求9或10的方法，其特徵在於所述的汽化室包括一個水平薄層式蒸發器。
11.根據權利要求8-10中任何一個的的方法，其特徵在於所述的浮法玻璃基體為連續的帶狀玻璃。
12.根據權利要求11的方法，其特徵在於當所述的玻璃帶浮在熔融金屬槽上，且其溫度介於約1100°F-1350°F之間時，將所述的反應物氣流與該基體接觸。
13.根據權利要求8-12中任何一個方法，其特徵在於，所述的反應物氣流和基體的所述的接觸在氧氣存在下進行。
14.根據權利要求8-13中任何一個的方法，其特徵在於，該塗敷母體選自以下物質二氯二甲基錫，四乙氧基矽烷、二氯二乙基錫、二乙酸二丁錫、四甲基錫、三氯甲基錫、氯化三乙基錫、氯化三甲基錫、四丁基鈦酸酯、四氯化鈦、四異丙氧化鈦、三乙基鋁、氯化三乙基鋁、三甲基鋁、乙醯丙酮化鋁、乙醇鋁、二乙基二氯矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙醯丙酮化鋅、丙酸鋅及其混合物。
15.根據權利要求14的方法，其物徵在於塗敷母體為二氯二甲基錫。
16.根據權利要求14的方法，其特徵在於塗敷母體為95%重量的二氯二甲基錫和5%重量的三氯甲基錫。
17.根據權利要求8-16中任何一個的方法，其特徵在於摻合氣體選自氦氣、氮氣、氫氣、氬氣及其混合氣體。
18.根據權利要求8-17中任何一個的方法，其特徵在於在約70°F-530°F的溫度下，將液體塗敷母體注入到汽化室中。
19.根據權利要求8-18中任何一個的方法，其特徵在於在汽化室中將液體塗敷母體、塗敷母體蒸汽和摻合氣體加熱到約95°F-555°F。
20.根據權利要求8-19中任何一個的方法，其特徵在於將液體塗敷母體以約0.5-120磅/小時的速度注入到汽化室中。
21.根據權利要求8-20中任何一個的方法，其特徵在於以大約2-15磅/英寸2的壓力將摻合氣體輸入到汽化室中。
22.根據權利要求8-21中任何一個的方法，其特徵在於以100-400標準升/分鐘的速率將摻合氣體輸入到汽化室中。
23.根據權利要求8-22中任何一個的方法，其特徵在於汽化的反應物氣流以高達2200埃/秒的增長速度在熱玻璃基體上形成塗層。
24.製備汽化反應物的方法，它實質上如附圖及說明書所述。
全文摘要
製備用於在熱基體表面上進行化學汽相沉積塗層的汽化反應物，首先將液態塗敷母體加熱，將液態塗敷母體注入到汽化室中，同時將摻合氣體輸入到汽化室中，加熱該液體和摻合氣體，使該液體在低於其標準汽化溫度的溫度下汽化，充分混合塗敷母體蒸汽和摻合氣體，由此產生用於在熱基體的表面上熱分解的汽化反應物氣流。一種水平薄層或蒸發器提供了特別適用於本方法的汽化室。
文檔編號C23C16/448GK1051899SQ9010912
公開日1991年6月5日 申請日期1990年10月17日 優先權日1989年10月17日
發明者米歇爾·J·蘇比蘭德, 理察·J·麥柯迪 申請人:利比-歐文斯-福特公司