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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung für das Ätzen
bzw. Polieren der Oberfläche eines Werkstücks, wie beispielsweise eines
Glassubstrats oder eines Halbleitersubstrats, oder für das Abscheiden einer
dünnen Materialschicht auf der Oberfläche eines Werkstücks und insbesondere
ein neues Oberflächenbearbeitungsverfahren unter Verwendung von Teilchen
einer bestimmten Teilchengröße.
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Die Herstellung eines funktionellen Elements, beispielsweise eines
Halbleiterchips mit integrierter Schaltung&sub1; einer Tafel mit einer gedruckten Schaltung
oder eines Magnetkopfes, erfordert verschiedene sorgfältige
Bearbeitungstechniken, wie beispielsweise verbesserte Polierverfahren oder Verfahren zur
Ausbildung dünner Schichten.
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Unter diesen Umständen sind auf verschiedenen Gebieten Untersuchungen
durchgeführt worden, und es wurden verbesserte Bearbeitungsverfahren unter
Verwendung einer Resistmaske zum Polieren der Oberfläche eines
Halbleiterplättchens entwickelt, wie beispielsweise ein Polierverfahren mit Hilfe eines
Ionenstrahls unter Verwendung elektrisch beschleunigter Argonionen zum
mechanischen Polieren der Oberfläche eines Werkstückes sowie ein
Polierverfahren unter Verwendung eines reaktionsfähigen lons (aktiviertes Fluor- oder
Chlorgas) zum mechanischen und chemischen Polieren der Oberfläche eines
Werkstücks.
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Die Bearbeitungsgeschwindigkeiten derartiger Polierverfahren sind
verhältnismäßig niedrig, und diese Verfahren erfordern aufwendige Vorrichtungen und
mühsame Arbeit zur Unterhaltung der Vorrichtungen.
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Gemäß der offengelegten Japanischen Patentanmeldung 64-34670 wird
beispielsweise ein bemerkenswertes Sandstrahlverfahren vorgeschlagen, bei dem feine
Körner zusammen mit komprimierter Luft ausgeblasen werden.
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Dieses Sandstrahlverfahren kann die Oberfläche eines Werkstücks mit
verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit bearbeiten und ist auch hinsichtlich der
Investitionen für Anlagen und Ausrüstung vorteilhaft, jedoch ist das
Sandstrahlverfahren, wenn es auf das Bearbeiten der Oberfläche eines Halbleiterplättchens
angewandt wird, hinsichtlich der Genauigkeit der Musterbildung und der
Beschaffenheit der behandelten Oberfläche unzureichend, weil die Größe der bei
dem Sandstrahlverfahren verwendeten Teilchen mindestens in der
Größenordnung von 16 µm liegt.
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Die früher vorgeschlagenen verschiedenen Polierverfahren sind entweder
hinsichtlich der Bearbeitungsgeschwindigkeit oder der Bearbeitungsgenauigkeit
unzureichend, und die Verbesserung dieser Polierverfahren ist erwünscht.
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Für die Herstellung von dünnen Überzügen sind ein Aufstäubeverfahren, ein
Flammsprühverfahren und ein chemisches Abscheideverfahren aus der
Dampfphase bekannt.
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Bei dem Aufstäubeverfahren werden Atome eines Ziels durch Bombardieren
seiner Oberfläche im Vakuum mit beschleunigten Ionen eines inerten Gases, wie
beispielsweise Argon, aus dem Ziel herausgeschleudert und in einer dünnen
Schicht auf der Oberfläche eines Substrates abgelagert. Die Dichte des auf diese
Weise durch das Aufstäubeverfahren gebildeten dünnen Überzuges ist ganz
zufriedenstellend. Jedoch ist die Ablagerungsgeschwindigkeit bei dem
Aufstäubeverfahren niedrig, beispielsweise liegt sie in der Größenordnung von 0,006
µm/Minute beim Abscheiden eines dünnen Überzuges aus Aluminiumoxid,
ferner erfordert das Aufstäubeverfahren Hochvakuum und eine aufwendige
Vorrichtung, und das Substrat wird während des Aufstäubeverfahrens auf eine
verhältnismäßig hohe Temperatur aufgeheizt.
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Beim Flammsprühverfahren wird ein pulverförmiges Material, wie beispielsweise
ein keramisches Pulver, zur Ausbildung eines Überzuges unter
Atmosphärendruck oder vermindertem Druck zufolge der Hitze eines Plasmas oder eines
Brenners geschmolzen und anschließend das geschmolzene Material auf ein
Substrat gesprüht, um einen Überzug auszubilden. Obgleich das
Flammsprühverfahren durch eine hohe Abscheidungsgeschwindigkeit gekennzeichnet ist,
werden bei ihm viele Leerstellen im Überzug gebildet, und es läßt sich lediglich
zur Ausbildung eines Überzuges auf einem wärmefesten Substrat anwenden,
weil die Oberfläche des Substrats auf beträchtlich hohe Temperatur aufgeheizt
wird.
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Das Verfahren der chemischen Abscheidung aus der Dampfphase läßt
eingesetzte Gase zufolge der Hitze eines Plasmas miteinander reagieren, so daß eine
dünne Schicht eines Reaktionsproduktes auf einem Substrat abgeschieden wird.
Das chemische Abscheideverfahren aus der Dampfphase läßt ähnlich wie das
Aufsprühverfahren einen sehr dichten Überzug entstehen. Jedoch erfolgt bei der
chemischen Abscheidung aus der Dampfphase die Überzugsbildung mit
verhältnismäßig niederiger Abscheidegeschwindigkeit und es erfordert einen Raum mit
Hochvakuum, was hinsichtlich der Investitionen für Anlage und Ausrüstung
nachteilig ist. Außerdem wird das Substrat auf eine Temperatur im Bereich von
250 bis 600 ºC erhitzt, so daß das chemische Abscheiden aus der Dampfphase
lediglich zur Ausbildung eines Überzuges auf einem wärmefesten Substrat
anwendbar ist.
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Somit sind die herkömmlichen Verfahren zur Ausbildung eines Überzuges
hinsichtlich Bearbeitungsgeschwindigkeit nicht zufriedenstellend und
außerdem hinsichtlich des Substrates, auf dem ein Überzug gebildet werden soll,
Beschränkungen unterworfen. Demzufolge ist eine grundsätzliche Verbesserung
bei den herkömmlichen Verfahren zur Ausbildung eines Überzuges erforderlich.
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Wie oben erwähnt, benötigen die herkömmlichen Verfahren zum Ätzen bzw. zum
Polieren und zur Abscheidung eines Überzuges eine Anzahl von Verbesserungen
hinsichtlich der Bearbeitungsgeschwindigkeit, der Bearbeitungsgenauigkeit,
der Herstellungskosten und der Unterhaltung, so daß die Entwicklung neuer
Bearbeitungsverfahren zu erwarten war.
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Aus DE-A-2 062 905 ist ein Verfahren zum Zuführen feingepulverten Materials
zu einem Plasmasprühbrenner bekannt. Das feine Pulver wird unter
Verwendung eines elektrischen Feldes in einen Strom von Trägergas dispergiert. Dieser
Gasstrom wird dann einer Plasmaflamme zugeführt, die mit einem
Auftreffwinkel von 90º auf ein Substratmaterial gerichtet ist, um eine dünne Schicht im
Bereich von 1 bis 20 µm auszubilden.
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Aus DE-A-3 804 694 ist ein Verfahren zum Reinigen von Halbleiterplättchen
unter Verwendung eines Stroms aus Elsteilchen, die eine Größe von 0,1 bis 10
µm aufweisen können, bekannt. Der Strom trifft auf die Plättchenoberfläche
vorzugsweise in einem Winkel von 30 bis 800. Die Eisteilchen, die bei diesem
Verfahren verwendet werden, besitzen offensichtlich kugelförmige Gestalt.
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Die Erfindung wurde angesichts derartiger Verhältnisse gemacht, und es ist
daher Aufgabe der Erfindung, ein Oberflächenbearbeitungsverfahren
anzugeben, das die herkömmlichen Verfahren hinsichtlich
Bearbeitungsgeschwindigkeit und Bearbeitungsgenauigkeit übertrifft.
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Das heißt, es ist Aufgabe der Erfipdung, ein neues
Oberflächenbearbeitungsverfahren anzugeben, das in der Lage ist, einen dünnen Überzug bei hoher
Abscheidungsgeschwindigkeit zu bilden, und das hinsichtlich des
Oberflächenzustandes eines Werkstückes weniger Einschränkungen erfordert.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Oberflächenbearbeitungsverfahren anzugeben, das in der Lage ist, die Oberfläche eines Werkstücks praktisch zu
einer Hochglanzfläche genau zu polieren, um so ein winziges Muster mit hoher
Poliergeschwindigkeit auszubilden.
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Die Erfindung hat das Ziel, die sorgfältige Bearbeitung der Oberfläche eines
Werkstücks wirksam dadurch auszuführen, daß man Teilchen einer mittleren
Teilchengröße im Bereich von 0,01 bis 3 µm gegen die Oberfläche des Werkstücks
bläst.
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Somit gibt die Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung an, das das
Bilden eines Trägergasstromes aus komprimierter Luft, enthaltend Teilchen mit
einer durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich zwischen 0,01 und 3,0 µm,
welche durch Zerstoßen bzw. Mahlen gebildet worden sind, und Blasen des
Trägergasstromes gegen eine Oberfläche eines Werkstücks umfaßt.
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Je nach dem Einfallswinkel der Teilchen auf die Oberfläche des Werkstückes
wird ein Polieren bzw. Ätzen der Oberfläche oder die Abscheidung von Material
auf der Oberfläche des Werkstückes bewirkt.
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Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt einer Vorrichtung zur
Oberflächenbearbeitung;
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Boden eines Mischbehälters;
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Fig. 3 ist ein Hilfsdiagramm zur Erläuterung des Einfallswinkels von
submikronischen Teilchen;
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Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Änderung der
Abscheidegeschwindigkeit mit dem Einfallswinkel zeigt;
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Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit der
Abscheidungsgeschwindigkeit von der Teilchengröße zeigt;
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Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit der
Abscheidungsgeschwindigkeit von der Blasgeschwindigkeit der
Teilchen zeigt;
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Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit der
Poliergeschwindigkeit von der Teilchengröße zeigt;
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Fig. 8(A) ist eine perspektivische Hilfsdarstellung zur Erläuterung der
Strahltätigkeit einer Düse;
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Fig. 8(B) ist eine graphische Darstellung, die die optimale Beziehung
zwischen der Breite und der Länge der Auslaßöffnung der Düse
zeigt;
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Fig. 9 ist eine Mikrophotographie von submikronischen
Aluminiumoxidteilchen, aufgenommen unter Verwendung eines
Elektronenmikroskopes; und
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Fig. 10 ist eine Mikrophotographie, die die Kristallstruktur eines dünnen,
durch Abscheidung gebildeten Überzuges zeigt, aufgenommen
unter Verwendung eines Elektronenmikroskops.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben in Jahrelangem Bemühen einen
Weg gefunden, um das Ziel zu erreichen, daß die Oberfläche eines Werkstücks
mit Hilfe von Teilchen der obengenannten Teilchengröße, die gegen die
Oberfläche geblasen werden, bearbeitet werden kann, was sich von den
herkömmlichen Bearbeitungsverfahren unterscheidet.
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Die Erfindung wurde auf der Grundlage dieses Wissens gemacht und besitzt das
Kennzeichen, daß ein Pulver mit Teilchen einer mittleren Teilchengröße im
Bereich von 0,01 bis 3 µm als Hauptkomponente geblasen wird. Ein weiteres
Kennzeichen der Erfindung ist, daß das Pulver gegen die Oberfläche eines
Werkstücks geblasen wird, um das Pulver auf der Oberfläche abzuscheiden, wobei der
Winkel zwischen der Bewegungslinie der auftreffenden Teilchen und der
Senkrechten auf der Oberfläche am Auftreffpunkt der Teilchen im Bereich von 0 bis
10º liegt, oder daß das Pulver gegen die Oberfläche eines Werkstücks geblasen
wird, um die Oberfläche zu polieren, wobei der Winkel zwischen der
Bewegungslinie der auftreffenden Teilchen und der Senkrechten auf der Oberfläche am
Auftreffpunkt der Teilchen im Bereich von 40 bis 90º liegt.
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Die Verwendung von Teilchen einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,01
bis 3 µm ist das bedeutendste Merkmal der Erfindung.
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Die Verwendung derartiger Teilchen führt zu einer vorher nicht bekannten
Erscheinung. So wird beispielsweise durch Blasen der Teilchen gegen die
Oberfläche, so daß die Teilchen auf die Oberfläche eines Werkstücks längs einer
Bewegungslinie auftreffen, die in einem Winkel im Bereich von 0 bis 10º
gegenüber der Senkrechten auf der Oberfläche am Auftreffpunkt der Teilchen geneigt
ist, ein dünner Überzug der Teilchen auf der Oberfläche hervorgerufen, und
durch Blasen der Teilchen gegen die Oberfläche in der Weise, daß die Teilchen
auf die Oberfläche eines Werkstücks längs einer Linie auftreffen, die in einem
Winkel im Bereich von 40 bis 90º gegenüber der Senkrechten auf der Oberfläche
am Auftreffpunkt der Teilchen geneigt ist, die Oberfläche poliert. Wenn die
Teilchen derart gegen die Oberfläche geblasen werden, daß sie längs einer
Bewegungslinie auf sie auftreffen, die in einem Winkel von 10 bis 40º gegenüber
der Senkrechten auf der Oberfläche am Auftreffpunkt der Teilchen geneigt ist,
erfolgen sowohl Polieren der Oberfläche durch die Teilchen als auch die
Abscheidung der Teilchen kompetitiv.
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Die Abscheidung eines dünnen Überzuges der Teilchen ist beim herkömmlichen
Sandstrahlen nie beobachtet worden und stellt eine Erscheinung dar, die für die
Verwendung der Teilchen mit der oben erwähnten Teilchengröße eigentümlich
ist. Diese Erscheinung führt zur Bildung eines sehr dichten, dünnen Überzuges
bei sehr hoher Überzugsblldungsgeschwindigkeit.
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Andererseits ist die Polierwirkung der Teilchen völlig von derjenigen beim
herkömmlichen Sandstrahlen verschieden. Beispielsweise erreicht man mit den
Teilchen ein sorgfältiges Bearbeiten mit einer Genauigkeit in der Größenordnung
von mehreren µm, was für das Herstellungsverfahren von
Halbleitervorrichtungen von großer Bedeutung ist, mit einer hohen Geschwindigkeit, ohne daß ein
Hochvakuum erforderlich wäre, und ist in der Lage, eine Hochglanzoberfläche zu
erzeugen. Die Oberflächenrauhigkeit der durch ein derartiges Polieren mit Hilfe
der Teilchen bearbeiteten Oberfläche liegt im Bereich von 1/10 bis 1/20 der
durchschnittlichen Größe der Teilchen. Eine derartige Rauhigkeit reicht für
Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinrichtungen aus.
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Feinteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von über 3 µm lassen sich nicht
abscheiden, und die Glätte der Oberfläche, die durch derartige Feinteilchen
poliert worden ist, sowie die Genauigkeit eines unter Verwendung derartiger
Feinteilchen hervorgerufenen Musters sind unzureichend. Wenn die mittlere
Teilchengröße der Teilchen unter 0,01 µm liegt, verringert sich der Einfluß der
Schwerkraft auf die Bewegung der Teilchen auf einen sehr geringen Wert, und die
Bewegung der Teilchen wird durch den Einfluß der Luft dominiert, so daß die
Teilchen in der Atmosphäre die Brown'sche Bewegung vollführen. Demzufolge
sind Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von unter 0,01 µm, die gegen eine
Oberfläche in der Atmosphäre geblasen werden, nicht in der Lage, die Oberfläche
zu polieren, und zufolge der vorherrschenden verzögernden Wirkung der Luft auf
die Bewegung der Teilchen nicht in der Lage, auf die Oberfläche abgeschieden zu
werden.
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Vorzugsweise ist die Härte (beispielsweise die Vickers-Härte) der gemäß der
Erfindung verwendeten Teilchen höher als die des Werkstückes. Teilchen mit
einer Härte unter derjenigen des Werkstückes sind selbstverständlich nicht in
der Lage. die Oberfläche des Werkstücks zu polieren, und außerdem nicht in der
Lage, sich hinreichend in der Oberfläche des Werkstückes festzusetzen. Daher
löst sich ein aus derartigen Teilchen gebildeter dünner Überzug leicht von der
Oberfläche des Werkstückes, und es ist daher schwierig, derartige Teilchen zu
einem dicken Überzug abzuscheiden. Da die Messung der Härte der Teilchen
schwierig ist, wird die Härte der Teilchen durch die Härte des Grundmaterials der
Teilchen repräsentiert. Die Härte des Grundmaterials wird mit derjenigen des
Werkstückes verglichen.
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Teilchen mit scharfen Kanten werden gegenüber kugeligen Teilchen bevorzugt.
Teilchen mit scharfen Kanten werden insbesondere für das Abscheiden eines
dünnen Überzuges aus ihnen bevorzugt, weil sich die scharfen Kanten der
Teilchen in der Oberfläche des Werkstückes festfressen und so eine wirksame
Abscheidung ergeben. Wenn derartige Teilchen zum Polieren verwendet werden,
spanen die scharfen Kanten die Oberfläche eines Werkstückes wirksam ab.
Somit werden die erfindungsgemäß verwendeten Teilchen durch Zerstoßen
hergestellt.
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Obgleich gemäß der Erfindung Teilchen jedes beliebigen Materials, die die oben
genannten Erfordernisse erfüllen, zur Ausbildung eines dünnen Überzuges
durch Abscheidung verwendet werden können, muß das Material der Teilchen
insbesondere entsprechend den Eigenschaften des erwünschten dünnen
Überzuges ausgewählt werden.
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Mögliche Materialien für Teilchen sind: keramische Materialien einschließlich
Aluminiumoxid, Glas, Siliciumdioxid (SiO&sub2;), Siliciumcarbid (SiC) und Borcarbid
(BC), Metalle einschließlich Cu, Au, Ti, Ni, Cr und Fe, elektrisch leitfähige
Materialien, wie Kohlenstoff, sowie magnetische Materialien, wie Eisenoxid.
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Zum Polieren können insbesondere Teilchen einer verhältnis mäßig großen
Teilchengröße, beispielsweise in der Größenordnung von 5 µm, verwendet werden,
die weicher als das Werkstück und mit den oben genannten Teilchen überzogen
sind. Derartige Teilchen mit einer verhältnismäßig hohen Teilchengröße können
beispielsweise durch ein elektrostatisches Verfahren erhalten werden. Konkret
können submikronische Aluminiumoxidteilchen einer mittleren Größe von 0,6
µm, die positiv geladen sind, elektrostatisch an die Oberfläche von Glasteilchen
einer mittleren Teilchengröße von 5 µm, die negativ geladen sind, angeheftet
werden.
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Die genannten Teilchen werden vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von
nicht unter 50 m/Sekunde zusammen mit Luft gegen die Oberfläche eines
Werkstücks geblasen. Teilchen, die mit überaus niedriger Geschwindigkeit geblasen
werden, sind nicht in der Lage, abgeschieden zu werden oder die Oberfläche eines
Werkstückes zu polieren. Praktisch beträgt die Geschwindigkeit nicht unter 50
m/Sekunde.
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Die Erfindung eignet sich zum Bearbeiten der Oberfläche jedes beliebigen
Werkstückes mit der Ausnahme elastischer Werkstücke. Geeignete Werkstücke
sind beispielsweise Ferritsubstrate, keramische Substrate, Glassubstrate und
Polymerisatsubstrate.
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Wenn ein Pulver, das Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von
0,01 bis 3 µm als Hauptbestandteil enthält, gegen die Oberfläche eines
Werkstücks längs einer Bewegungslinle, die mit einem Winkel im Bereich von 0 bis 10º
gegenüber der Senkrechten auf der Oberfläche am Auftreffpunkt der Teilchen
geneigt ist, geblasen wird, scheidet sich ein dünner Überzug der Teilchen ab,
wohingegen die Oberfläche durch die Teilchen poliert wird, wenn der Winkel im
Bereich von 40 bis 90º liegt, und Polieren der Oberfläche durch die Teilchen und
Abscheidung der Teilchen an der Oberfläche kompetitiv auftreten, wenn der
Winkel Im Bereich von 10 bis 40º liegt.
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Die Abscheidung der aufgeblasenen Teilchen an der Oberfläche ist eine
Erscheinung, die vorher nicht beobachtet worden ist. Diese Erscheinung tritt
vermutlich auf der Grundlage des folgenden Prinzips auf.
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Nach dem Aufprall der Teilchen, die mit hoher Geschwindigkeit auf die
Oberfläche eines Werkstückes geblasen worden sind, wird die kinetische Energie der
Teilchen in Wärmeenergie umgewandelt, die die Teilchen lokal auf sehr hohe
Temperatur erhitzt, wodurch die Teilchen teilweise geschmolzen werden und sich
an die Oberfläche des Werkstückes anheften. Im nächsten Augenblick treffen die
nachfolgenden Teilchen gegen die Teilchen, die an der Oberfläche des
Werkstückes angeheftet sind, und werden dazu veranlaßt, sich an die Teilchen,
die schon an der Oberfläche des Werkstückes haften, aufgrund desselben
Effektes der Umwandlung der kinetischen Energie der Teilchen in Wärmeenergie
anzuheften. Dieser Effekt wird wiederholt, so daß ein dichter Überzug aus
Körnchen geringer Korngröße gebildet wird.
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Die Polierwirkung der Teilchen ist vermutlich die gleiche wie die der Teilchen
beim Sandstrahlen. Jedoch ist die Polierwirkung der Teilchen mit sehr geringer
Teilchengröße qualitativ von derjenigen des Sandstrahlens verschieden.
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Die Polierwirkung der Teilchen ermöglicht ein sorgfältiges Bearbeiten der
Oberfläche eines Werkstückes mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von
mehreren Mikrometern und führt zu einer Hochglanzoberfläche. Beispielsweise
liegt die Oberflächenrauheit der durch die Teilchen polierten Oberfläche im
Bereich von 1/10 bis 1/20 der mittleren Teilchengröße der für das Polieren
verwendeten Teilchen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Bei einem Oberflächenbearbeitungsverfahren, das eine Durchführungsform der
Erfindung darstellt, werden die obengenannten Teilchen gegen die Oberfläche
eines Werkstücks geblasen, um die Oberfläche zu bearbeiten. Daher ist es
schwierig, das Oberflächenbearbeitungsverfahren mit Hilfe einer
herkömmlichen Sandstrahlvorrichtung durchzuführen, weil die kinetische Energie der
Teilchen, die von einer herkömmlichen Sandstrahlvorrichtung geblasen werden,
für die Agglomerierung der Teilchen anstatt zur Zerstörung der Oberfläche des
Werkstückes verwendet wird. Dementsprechend wird für das
Oberflächenbearbeitungsverfahren gemäß der Erfindung eine
Oberflächenbearbeitungsvorrichtung benötigt, die in der Lage ist, die Teilchen in einer Mischkammer in Luft
gleichmäßig zu dispergieren und das Gemisch aus Teilchen und Luft stetig und
fortlaufend zu blasen, ohne daß das Rohrsystem durch die Teilchen verstopft
wird.
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Vor der Beschreibung des Oberflächenbearbeitungsverfahrens wird unter
Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 eine Oberflächenbearbeitungsvorrichtung zur
Durchführung des Oberflächenbearbeitungsverfahrens beschrieben.
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Die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung zur Durchführung des
Oberflächenbearbeitungsverfahrens umfaßt in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß
der Erfindung als Hauptbestandteile einen Luftkompressor 1 zur Bereitstellung
von Druckluft, einen Mischbehälter 2, in dem die Druckluft aus dem
Luftkompressor 1 und die Teilchen miteinander vermischt werden, ein Blasgefäß 3,
in dem das Gemisch aus den Teilchen und der Luft gegen ein Werkstück geblasen
wird, und eine Absaugvorrichtung 4 zum Wiedergewinnen der Teilchen aus dem
Blasgefäß 3 durch Ansaugen von Luft aus dem Blasgefäß 3.
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Eine Luftzuführleitung 5 ist an einem Ende mit dem Luftkompressor 1 verbunden
und an dem anderen Ende in eine erste Luftversorgungsleitung 6 und eine zweite
Luftversorgungsleitung 7 verzweigt. Die erste Luftversorgungsleitung 6 und die
zweite Luftversorgungsleitung sind mit dem Mischbehälter 2 verbunden. Die
Luftversorgungsleitung 5 ist mit einem Druckregelventil 8 versehen, um den
Druck der Druckluft, die dem Mischbehälter 2 zugeführt wird, zu regeln, sowie
mit einem Magnetventil 9, um die Versorgung des Mischbehälters 2 mit Druckluft
zu steuern. Die zweite Luftversorgungsleitung 7 ist mit einem
Durchflußregelventil 10 zum Regeln des Durchflusses der Druckluft durch die zweite
Luftversorgungsleitung 7 ausgestattet.
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Oberhalb des Mischbehälters 2 ist ein Einfülltrichter 11, der die Teilchen
enthält, angeordnet. Die Teilchen werden durch eine normalerweise mit einem
Dekkel 12 geschlossene Öffnung in den Einfülltrichter gefüllt.
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Der Einfülltrichter 11 besitzt einen trichterförmigen Boden, der in seiner Mitte
mit einer Füllöffnung 11a versehen ist. Die Teilchen werden durch die
Füllöffnung 11a in den Mischbehälter 2 eingefüllt. Ein konisches Ventilelement
13 mit einem Stößel ist in die Füllöffnung 11a eingepaßt. Der Stößel des
Ventilelements 13 erstreckt sich durch den zentralen Abschnitt des Deckels 12,
und an der äußersten Stelle des Stößels des Ventilelements 13 ist ein Stopper
13a angebracht. Zwischen dem Stopper 13a und dem Deckel 12 ist eine
Spiralfeder 14 angeordnet, um das Ventilelement 13 nach oben zu heben, wie in Fig. 1
ersichtlich, so daß der Mantel des konischen Abschnittes 13b des Ventilelements
13 normalerweise in dichtem Kontakt mit dem unteren Rand des Bodens des
Einfülltrichters 11 steht, um die Füllöffnung 1 la geschlossen zu halten.
Erforderlichenfalls wird das Ventilelement 13 gegen den Widerstand der Spiralfeder 14
nach unten gedrückt, um den konischen Abschnitt 13b von dem unteren Rand
des Einfülltrichters 11 zu trennen und die Füllöffnung 1 la zu öffnen, damit die
Teilchen, die in dem Einfülltrichter 11 vorhanden sind, in den Mischbehälter 2
fallen.
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Der Mischbehälter 2 ist ein zylindrisches Gefäß, das die Teilchen 15 enthält. Der
Mischbehälter 2 besitzt eine trichterförmige Bodenwand, die an ihrem unteren
Ende mit einer Cermet-Filterscheibe 16, nämlich einer porösen Scheibe, die aus
gesintertem Metallpulver gebildet Ist und zahlreiche kleine Poren aufweist,
versehen ist. Die erste Luftversorgungsleitung 6, die mit dem Luftkompressor 1
verbunden ist, ist auch mit dem Mischbehälter 2 an der Rückseite der
Filterscheibe 16 verbunden, um die Druckluft durch die Filterscheibe 16 in den
Mischbehälter 2 einzuleiten.
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Eine Anzahl von Vibratoren 17 ist ringförmig an der trichterförmigen Bodenwand
des Mischbehälters 2 angeordnet, wobei ihre freien Enden der Oberseite der
Filterscheibe 16 gegenüberstehen, wie in Fig. 2 gezeigt. Jeder Vibrator 17 ist
beispielsweise eine Zweielementvorrichtung mit einem Paar piezoelektrischer
Elemente und Elektroden.
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Wenn an die Vibratoren 17 eine Wechselspannung angelegt wird, vibrieren die
freien Enden der Vibratoren 17 vertikal, um die Teilchen 15 mechanisch zu
dispergieren, so daß die Teilchen 15 und die Druckluft, die durch die
Filterscheibe 16 in den Mischbehälter 2 eingeleitet wird, vermischt werden. Die
Frequenz der Wechselspannung, die an die Vibratoren 17 angelegt wird, kann
Hochfrequenz sein und im Bereich von 200 bis 400 Hz liegen.
Zweckmäßigerweise ist die Frequenz der Wechselspannung etwa gleich der Resonanzfrequenz
der Zweielementvorrichtungen. Das Anlegen von Wechselspannungen
entgegengesetzter Phase an benachbarte Vibratoren 17 erhöht die Wirkung der Vibratoren
17 weiter.
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Die befestigten Enden jedes Vibrators 17 sind mit einer Gummiabdeckung 18
versehen, um die Teilchen 15 daran zu hindern, den Raum unter dem Vibrator 17
zu verstopfen, so daß die Vibration des Vibrators 17 nicht behindert wird.
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Eine Beschickungsleitung 19, deren eines Ende sich in den Mischbehälter 2
öffnet, erstreckt sich durch den mittleren Abschnitt der Filterscheibe 16, um die
aufgewirbelten und durch Druckluft dispergierten Teilchen aus dem
Mischbehälter 2 herauszubefördern. Das äußerste Ende 7a der zweiten
Luftversorgungsleitung 7 ist in die Beschicküngsleitung 19 eingesetzt, um die Teilchen 15
durch die Wirkung eines Unterdrucks, der durch das Blasen der Druckluft durch
die zweite Luftversorgungsleitung 7 erzeugt wird, in die Beschickungsleitung 19
zu saugen, die Teilchen 15 in der Druckluft zu vermischen und die Teilchen 15
durch die Druckluft zu transportieren. Die Beschickungsleitung 19 erstreckt
sich in das Blasgefäß 3 und ist an ihrem äußeren Ende mit einer Düse 20
versehen. Ein Vibrator 21, der an der Beschickungsleitung 19 vorgesehen ist,
verhindert, daß die Teilchen 15 die Beschickungsleitung 19 verstopfen.
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Die Beschickungsleitung 19 ist eine biegsame Röhre, wie beispielsweise eine
Urethanröhre, eine Nylonröhre oder eine Vinylröhre. Die Beschickungsleitung 19
erstreckt sich in einer leichten Kurve, ohne scharfe Biegungen zu bilden. Die
Leitung ist derart geformt, daß an Verzweigungen keine Luft stagnieren kann
und sich die Teilchen nicht ansammeln können, um die Leitung zu verstopfen.
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In der Bodenwand des Mischbehälters 2 sind um die Beschickungsleitung 19
herum Luftdüsen 22 vorgesehen. Ein Teil der Druckluft, die durch die erste
Luftversorgungsleitung 6 herangeführt wird, wird durch die Luftdüsen 22 gestrahlt,
um turbulente Luftströmungen rund um das offene Ende 19a der
Beschikkungsleitung 19 zu bilden und die Teilchen 15 kräftig aufzuwirbeln.
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Ein Rührmechanismus 24 ist an der Unterseite des Ventilelements 13
angebracht. Der Rührmechanismus 24 umfaßt eine Drehwelle 23, die an dem
Ventilelement 13 gelagert ist, einen Arm 24a, der sich von der Drehwelle 23 weg
erstreckt, einen Rahmen 24b, der aus Metalldraht oder dergleichen gebildet ist,
und eine Bürste 24c, die an dem unteren Ende des Rahmens 24b angebracht ist.
Die Drehwelle 23 wird in Drehung versetzt, um Agglomerate der Teilchen 15 im
Mischbehälter 2 zu zerstoßen.
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Innerhalb des Mischbehälters 2 ist oberhalb der Beschickungsleitung 19 ein
Teilchensammler 25 angeordnet. In der Bodenfläche des Teilchensammlers 25
gegenüber dem offenen Ende 19a der Beschickungsleitung 19 ist eine
Ausnehmung 25a von trapezförmigem Querschnitt zum Sammeln von Teilchen gebildet.
Die obere Hälfte des Teilchensammlers 25 ist zu einem Filter 25b aus porösem
Material geformt. Der Filter 25b ist über eine Leitung 26 mit der
Absaugvorrichtung 4 verbunden. Die Leitung 26 ist mit einem Magnetventil 27 und einem
Strömungssteuerventil 28 ausgestattet, um die Strömung und
Strömungsgeschwindigkeit der Abluft durch die Leitung 26 zu steuern.
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Die Absaugvorrichtung 4 besitzt einen Filter 29 und einen Saugventilator 30. Der
Saugventilator 30 saugt aus dem Mischbehälter 2 Luft duch die Leitung 26 und
den Filter 29 und läßt die Luft durch einen Luftauslaß 31 aus, nachdem sie durch
den Filter 29 gereinigt worden ist. Die Teilchen, die durch den Filter 29
festgehalten worden sind, werden in einer Vertiefung 32 gesammelt, die unter dem
Filter 29 ausgebildet Ist.
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Entfeuchtungsmittel 33, wie beispielsweise Silicagel, und Heizvorrichtungen 34,
wie beispielsweise ein Erhitzer, sind in dem oberen Abschnitt des Inneren des
Mischbehälters 2 vorgesehen, und die Heizelemente des Erhitzers 34 sind rund
um den Mischbehälter 2 verlegt, um die Teilchen 15 innerhalb des
Mischbehälters 2 trocken zu halten, so daß sie nicht agglomerieren.
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Die Düse 20, die an das äußere Ende der mit dem Mischbehälter 2 verbundenen
Beschickungsleitung 19 gesetzt ist, wird innerhalb des Blasgefäßes 3 gehalten.
Ein Drehteller 37 zum Halten eines Werkstücks 36 Ist gegenüber der Düse 20
angeordnet. Der Drehteller 37 ist aus maschenförmigem Material aufgebaut, um
die unbeabsichtigte Bearbeitung von Teilen des Werkstücks 36, beispielsweise
von Seitenflächen, durch Teilchen zu verhindern, die durch den Drehteller 37
zurückgeworfen würden. Der Drehteller wird durch einen Motor 38 angetrieben.
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Der Drehteller 37 wird von der Seitenwand eines Absaugtrichters 39 umgeben,
um das Verstreuen der Teilchen 15 in dem Blasgefäß 3 zu verhindern. Das
Verstreuen der Teilchen 15 in dem Blasgefäß 3 gestattet das Austreten der
Teilchen 15 aus dem Blasgefäß 3, wenn die Tür des Blasgefäßes 3 geöffnet wird, und
vermindert die Wirksamkeit der Teilchenwiedergewinnung.
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Das Blasgefäß 3 besitzt ebenfalls einen trichterförmigen Boden. Eine
Rückleitung 40 ist mit dem Boden des Blasgefäßes 3 verbunden. Die Rückleitung 40
ist zusammen mit einer Rückleitung 41, die mit dem Absaugtrichter 39
verbunden ist, mit dem Deckel 12 des Einfülltrichters 11 verbunden. Vibratoren 42, wie
beispielsweise Zweielementgeräte, sind am Boden des Blasgefäßes 3 vorgesehen,
um die Teilchen 15, die sich an der Innenfläche des Bodens abgesetzt haben,
rasch aus dem Blasgefäß 3 zu entfernen.
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Ebenfalls mit dem Deckel 12 verbunden Ist ein Absaugrohr 43, das zusammen
mit dem Rohr 26 in die Absaugvorrichtung 4 führt. Eine ringförmige Trennwand
44 erstreckt sich von der Innenfläche des Deckels 12 nach unten. Die Trennwand
44 trennt die Teilchen, die durch die Rückleitungen 40 und 41 angeliefert
werden, nach dem Prinzip eines Zyklonabscheiders von der Luft und klassiert die
Teilchen roh, so daß die Teilchen in den Einfülltrichter 11 fallen. Auf der anderen
Seite strömt die von den Teilchen abgetrennte Luft durch die Absaugleitung 43 in
die Absaugvorrichtung 4 und wird aus dieser abgelassen. Ein Magnetventil 45 ist
in der Absaugleitung 43 angeordnet, um die Strömung der Luft zu steuern.
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Beim Betrieb entläßt der Luftkompressor 1 Druckluft in die erste
Luftversorgungsleitung 6 und die zweite Luftversorgungsleitung 7. Die Druckluft, die in
die erste Luftversorgungsleitung 6 ausgebracht ist, strömt durch die
Filterscheibe 16 und die Luftdüsen 22 in den Mischbehälter 2, um die Teilchen 15
aufzuwirbeln, und demzufolge werden einige der Teilchen durch die Wirkung der
Teilchensammelausnehmung 25a des Teilchensammlers 25 um das offene Ende
19a der Beschickungsleitung 19 herum gesammelt. Die mechanische
Dispergierung der Teilchen durch die Vibratoren 17 erhält die auiwirbelnde Wirkung
der Druckluft wirksam. Das Magnetventil 27, das an der mit dem
Teilchensammler 25 verbundenen Leitung 26 vorgesehen ist, und das Magnetventil 45, das an
der mit dem Deckel 12 des Elnfülltrichters 11 verbundenen Absaugleitung 23
vorgesehen ist, werden abwechselnd während festgelegter Zeiten geöffnet. Die
Druckveränderungen in dem Mischbehälter 2, die durch das abwechselnd
erfolgende Öffnen der Magnetventile 27 und 45 hervorgerufen werden, erhöhen weiter
die aufwirbelnde Wirkung der Druckluft. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft, die aus dem Mischbehälter 2 ausströmt, durch Betätigen des
Strömungssteuerventils 28 auf einen festen Wert verringert wird, wird der
Bereich für die Druckänderungen eingeengt, so daß die Teilchen 15 mit praktisch
fester Geschwindigkeit unabhängig von dem abwechselnden Öffnen der
Magnetventile 27 und 45 geblasen werden.
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Andererseits strömt die Druckluft, die in die zweite Luftversorgungsleitung 7
geblasen worden ist, unmittelbar in die Beschickungsleitung 19 hinein, wobei sie
in der Beschickungsleitung 19 einen Unterdruck hervorruft, so daß die Teilchen
15 um das offene Ende 19a der Beschickungsleitung 19 herum in die
Beschickungsleitung 19 hineingesaugt und in der Druckluft Innerhalb der
Beschickungsleitung 19 vermischt werden.
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Danach strömt das Gemisch aus Druckluft und Teilchen durch die
Beschickungsleitung 19 und wird durch die Düse 20 gegen die Oberfläche des
Werkstückes 36 geblasen.
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Die Teilchen, die in das Blasgefäß 3 hineingeblasen werden, werden durch die
Rückleitungen 40 und 41 in den Einfülltrichter 11 zurückgeführt.
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Die Oberflächen von Werkstücken wurden durch Blasen der Teilchen gegen die
Oberflächen unter unterschiedlichen Einfallswinkeln der Teilchen, die durch die
Düse 20 gegen die Oberflächen der Werkstücke geblasen worden waren,
bearbeitet, und der Zustand der auf diese Weise bearbeiteten Oberflächen wurde
untersucht.
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Die Ergebnisse der Untersuchung ergaben, daß ein dünner Überzug aus Teilchen
auf der Oberfläche des Werkstücks 36 abgeschieden worden war, wenn der
Einfallswinkel, nämlich der Winkel zwischen der Bewegungslinie der
auftreffenden Teilchen und der Richtung der Verlängerung der Senkrechten auf der
Oberfläche am Auftreffpunkt (Richtung des Pfeiles X in Fig. 3) nicht über 10º betrug,
d.h. im Bereich lag, der in Fig. 3 mit θ bezeichnet ist.
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Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Veränderung der
Abscheidegeschwindigkeit mit dem Einfallswinkel wiedergibt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht,
nimmt die Abscheidegeschwindigkeit mit Vergrößerung des Einfallwinkels ab
und erreicht schließlich den Wert 0.
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Die Abscheidung eines dünnen Überzuges der Teilchen ist eine Erscheinung, die
Teilchen einer geringen mittleren Teilchengröße eigentümlich ist. Wie in Fig. 5
dargestellt, können lediglich Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von
nicht über 3 µm zu einem dünnen Überzug abgeschieden werden. Die
Abhängigkeit der Fähigkeit der Teilchen, einen Überzug zu bilden, von der mittleren
Teilchengröße wird durch den Schmelzpunkt der Teilchen leicht beeinflußt. Teilchen
mit einem höheren Schmelzpunkt müssen eine geringere mittlere Größe
aufweisen, wenn sie noch in der Lage sein sollen, zu einem dünnen Überzug
abge schieden zu werden. Die Energie der Teilchen von einer übermäßig geringen
mittleren Größe reicht zur Abscheidung eines Überzuges nicht aus, und im
schlimmsten Falle können derartige Teilchen nicht abgeschieden werden. Wie
sich aus Fig. 5 ergibt, liegt die Untergrenze der mittleren Teilchengröße bei etwa
0,01 µm.
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Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der
Geschwindigkeit der Teilchen und der Abscheidegeschwindigkeit zeigt. Wie sich
aus Fig. 6 ergibt, können Teilchen nur abgeschieden werden, wenn ihre
Geschwindigkeit höher als ein bestimmter Wert (50 m/Sekunde) ist, wobei die
Untergrenze für die Geschwindigkeit für Teilchen mit höherem Schmelzpunkt
höher ist.
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Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten außerdem, daß in dem Falle, in dem der
Einfallswinkel nicht unter 40º liegt (Winkel in dem in Fig. 3 mit a bezeichneten
Bereich), Teilchen nicht abgeschieden werden, sondern die Oberfläche poliert
wird.
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Wie in Fig. 7 gezeigt, steigt die Poliergeschwindigkeit mit der mittleren
Teilchengröße der Teilchen. Im Hinblick auf die Oberflächenbeschaffenheit der polierten
Oberfläche und die Poliergenauigkeit darf die mittlere Teilchengröße der
Teilchen jedoch 3 µm nicht überschreiten.
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Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten weiter, daß das Polieren und das
Abscheiden eines dünnen Überzuges zugleich erfolgten, wenn der Einfallswinkel
in einem mittleren Bereich (einem in Fig. 3 mit ψ bezeichneten Bereich) zwischen
dem Bereich θ und dem Bereich α liegt. Ein derartiges
Oberflächenbearbeitungsverfahren ist vorteilhaft, wenn man einen dünnen Überzug über die Oberfläche
eines Werkstückes ausbilden will, nachdem man die Oberfläche poliert hat.
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Bei der Ab scheidung eines dünnen Überzuges auf eine Oberfläche mit
verhältnismäßig großer Fläche oder beim Polieren dieser Oberfläche wird es bevorzugt, den
Auslaß der Düse 20 in Form eines verhältnismäßig breiten Schlitzes
auszubilden, wie in Fig. 8(A) dargestellt, und die Düse 20 längs einer geraden Linie zu
bewegen, während das Werkstück 36 rotieren gelassen wird.
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Die Düse 20 ist in der Lage, das Gemisch aus Druckluft und Teilchen
zufriedenstellend zu blasen, wenn die Breite W und die Länge 1 des Auslasses der
Düse 20 in einem Verhältnis zueinander stehen, das in Fig. Gerade dargestellt
ist.
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Vorzugsweise besitzt ein Abschnitt des Innenumfanges der Düse 20 in einer Tiefe
von 2 bis 10 mm vom äußersten Ende der Düse 20 aus, flache, gerade
Oberflächen, die praktisch senkrecht zur Oberfläche eines Werkstücks stehen.
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Beim Bearbeiten einer Oberfläche mit verhältnismäßig großer Fläche kann man
auch, anstatt eine einzige Düse 20 längs einer Geraden zu bewegen, mehrere
Düsen einsetzen.
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Es ist auch möglich, eine Düse mit einer kleinen, runden Auslaßöffnung in einer
Richtung zu bewegen, die senkrecht auf der Richtung der Zuführung des
Werkstückes steht.
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Das Oberflächenbearbeitungsverfahren wurde auf der Grundlage der oben
geschilderten Untersuchungsergebnisse praktisch zur Überzugsabscheidung
und zum Polieren eingesetzt. Konkrete Beispiele für die Überzugsabscheidung
und das Polieren sind Im folgenden angegeben.
Beispiel 1
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Teilchen aus Aluminiumoxid mit einer mittleren Teilchengröße von 1,0 µm
wurden hergestellt, indem man einen gesinterten Block aus Aluminiumoxid mit
einer Vickers-Härte von 1800 kg/cm² zerstieß.
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Die Aluminiumoxidteilchen wurden mit einer Geschwindigkeit von 300 m/
Sekunde und in einem Einfallswinkel von 0º 30 Sekunden lang gegen die
Oberfläche eines Ferritsubstrates mit einer Vickers-Härte von 650 kg/cm² geblasen,
wobei die oben genannte Oberflächenbearbeitungsvorrichtung verwendet wurde,
die mit einer Düse mit einem Auslaßschlitz versehen war.
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Die Teilchenkonzentration des Gemisches aus Druckluft und
Aluminiumoxidteilchen, das gegen die Oberfläche des Ferritsubstrates geblasen wurde, betrug etwa
0,1 g/cm³.
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Es wurde ein dünner Überzug aus Aluminiumoxid von etwa 2 µm Dicke
abgeschieden.
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Fig. 9 ist eine Mikrophotographie der Aluminiumoxidteilchen, mit Hilfe eines
Elektronenmikroskopes aufgenommen, und Fig. 10 ist eine Photographie des
Querschnittes des abgeschiedenen dünnen Überzuges, ebenfalls mit Hilfe eines
Elektronenmikroskopes aufgenommen.
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Wie sich insbesondere aus Fig. 10 ergibt, wird der dünne Überzug in einer Zeit
von nur 30 Sekunden in einem sehr dichten Aufbau gebildet, was die erwartete
Wirkung des Oberflächenbearbeitungsverfahrens beweist.
Beispiel 2
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Aluminiumoxidteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,6 µm wurden
gegen die Oberfläche eines Ferritsubstrates unter denselben
Oberflächenbearbeitungsbedingungen,
wie in Beispiel 1 angegeben, geblasen. Es wurde ein
dichter, dünner Überzug aus Aluminiumoxid gebildet.
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Ein dichter, dünner Aluminlumoxidüberzug wurde auch gebildet, wenn man
Aluminiumoxidteilchen einer mittleren Teilchengröße von 0,2 µm verwendete.
Vergleichsbeispiel 1
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Aluminiumoxidteilchen einer mittleren Teilchengröße von 5 µm wurden gegen die
Oberfläche eines Ferritsubstrates unter den gleichen
Oberflächenbearbeitungsbedingungen geblasen, wie in Beispiel 1 angegeben. Die Aluminlumoxidteilchen
wurden überhaupt nicht abgeschieden, und die Oberfläche des Ferritsubstrates
wurde poliert.
Beispiel 3
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Aluminiumoxidteilchen einer mittleren Teilchengröße von 0,6 µm wurden zum
Polieren gegen die Oberfläche eines Ferritsubstrates geblasen.
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Die Oberflächenbearbeitungsbedingungen waren die gleichen, wie in Beispiel 1
angegeben, mit der Abweichung, daß der Einfallswinkel 40º betrug.
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Die Breite der Linien, die ein durch Polieren zu bildendes Muster darstellten,
betrug 50 µm. Als Polierresist wurde ein lichtempfindlicher Überzug aus
Urethankautschuk von 5 µm Dicke verwendet.
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Während des Polierens wurde das Ferritsubstrat mit einer Geschwindigkeit von
30 UpM rotieren gelassen. Teilchen aus Aluminiumoxid wurden 60 Sekunden
lang geblasen.
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Die Oberfläche des Ferritsubstrates wurde in einer Tiefe von 2 µm poliert, die
Neigung der Seitenflächen der Linien des Musters betrug etwa 60º, und die
polierten Teile wurden bis zu einer Oberflächenrauheit Rmax = 0,06 µm
hochglanzbehandelt.
Beispiel 4
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Aluminiumoxidteilchen einer mittleren Teilchengröße von 1,0 µm wurden 10
Sekunden lang gegen den Mantel einer zylindrischen Metallform geblasen, die
aus einem harten rostfreien Stahl hergestellt war, während die Metallform mit
hoher Drehgeschwindigkeit rotieren gelassen wurde.
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Die Oberflächenbearbeitungsbedingungen waren die gleichen, wie in Beispiel 3
angegeben.
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Der Mantel der Metallform wurde bis zu einer Oberflächenrauheit Rmax = 0,05
µm poliert.
Vergleichsbeispiel 2
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Der Mantel einer Metallform wurde unter den gleichen
Oberflächenbehandlungsbedingungen poliert, wie in Beispiel 4 angegeben, mit der Abweichung, daß
Aluminiumoxidteilchen einer mittleren Teilchengröße von 6 µm verwendet
wurden.
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Der Mantel der Metallform wurde bis zu einer Oberflächenrauheit Rmax = 0,07
µm poliert.
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Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, übertrifft die Leistung der
Erfindung durch die Verwendung von Teilchen einer mittleren Teilchengröße von
nicht über 3 µm hinsichtlich der Fähigkeit zur Filmbildung und zum Polieren den
Stand der Technik.
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Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage, einen Überzug mit
sehr hoher Abscheidegeschwindigkeit herzustellen und unterliegt weniger
Beschränkungen bezüglich der Oberflächeneigenschaften bzw. -zustände.
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Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung kann man die Oberfläche eines
Werkstückes mit hoher Poliergeschwindigkeit zu einem winzigen Muster genau
polieren und eine polierte Oberfläche praktisch zu einer Hochglanzfläche
bearbeiten.