电子出射窗箔制造技术

本发明专利技术提供了一种和在腐蚀环境中工作的高性能电子束发生器一起使用的电子出射窗箔。该电子出射窗箔包括夹层结构，该夹层结构具有Ti膜（202）、比Ti具有更高热导率的材料的第一层（204）和能够保护所述膜（202）避免被所述腐蚀环境破坏的材料的挠性第二层（206），其中该第二层（206）面向该腐蚀环境。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子出射窗箔。更具体地，本专利技术涉及在腐蚀环境中使用且以高性能运转的电子出射窗箔。
技术介绍
电子束设备可被用于利用电子辐照物体，例如用于表面处理。这样的设备常常被用在食品包装工业中，其中电子束提供了对包装件(例如塑料瓶或稍后会被转变为包装件的包装材料)的高效杀菌。电子束杀菌的主要优点是可避免湿法化学法(使用例如H2O2),从而使这种湿法环境所需的大量部件和设备有所减少。电子束设备通常包括连接到电源的细丝，其中该细丝发射电子。该细丝优选地被设置在高真空中以增加所发射电子的平均自由程而加速器将所发射电子导向出射窗。电子出射窗被提供来允许电子逸出电子束发生器使得它们可在电子束发生器外面移动，从而与待杀菌的物体碰撞并在该物体的表面释放能量。电子出射窗通常由薄的电子可穿透箔组成，该箔抵靠电子束发生器密封以维持电子束发生器内部的真空。网格形式的冷却的支撑板进一步被提供来防止箔由于高真空而塌陷。Ti因其在高熔点和电子穿透性以及提供薄膜的能力之间的合理的良好匹配而通常被用作为箔材料。Ti膜的一个问题是它可被氧化，导致使用寿命和运行稳定性的下降。为了实现出射窗的长寿，在电子束 设备的操作过程中不应当超过大约250°C的最高温度。通常，高性能电子束设备被设计为当被用于对行进的卷材杀菌时，以高达100米/分钟在80千电子伏提供22千戈瑞。因此，纯Ti箔不可被用于这样的高性能电子束设备，因为所发射电子穿过该窗的数量可导致温度大大高于该临界值。在充填机(即被设计为形成、充填并密封包装件的机器)中，杀菌是至关重要的工艺，不仅对包装而言，也对机器本身而言。在这样的机器杀菌(优选地在启动过程中执行)中，出射窗的外部会被暴露于用于机器杀菌的化学品。诸如H2O2之类的高腐蚀性物质(常被用于此类应用)会通过蚀刻Ti而影响出射窗。用于改善出射窗的性能的不同技术方案已被提议来克服上述缺点。EP0480732B描述了一种由Ti箔和Al保护层组成的窗出射箔，其中通过Ti/Al结构的热扩散处理形成金属间化合物。该技术方案可适用于相对较厚的出射窗，即允许保护层厚于I微米的窗。但是，金属间化合物在薄Ti箔上是不可接受的，因为它会降低其物理强度。EP0622979A公开了一种由Ti箔和硅氧化物保护层组成的窗出射箔，硅氧化物保护层位于该出射箔面向待辐照物体的一侧上。虽然Ti箔可被这样的层保护，但硅氧化物是非常脆弱的且容易在真空被提供时在该箔被允许弯曲的区域(即支撑板的网格之间的区域)中破裂。该缺点使得EP0622979A的箔不适用于出射箔出现局部弯曲的应用，比如使用与出射箔接触的网格状冷却板的电子束设备。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是减少或消除上述缺点。进一步的目的是提供一种能够降低箔上的热负荷和腐蚀的电子出射箔。因此，本专利技术的构思是提供具有延长的工作寿命、要求缩减的服务且由于便宜的涂层工艺和行之有效的X射线制造工艺的装置而比现有技术的系统成本效益更好的电子束发生器。根据本专利技术的第一方面，提供了一种和在腐蚀环境中工作的高性能电子束发生器一起使用的电子出射窗箔。所述电子出射窗箔包括夹层结构，该夹层结构具有Ti膜、比Ti具有更高热导率的材料的第一层和能够保护所述膜避免被所述腐蚀环境破坏的材料的挠性第二层，其中所述第二层面向所述腐蚀环境。所述第一层可被设置在所述膜和所述第二层之间，或者所述膜可被设置在所述第一层和所述第二层之间。所述第二层可包括不同材料的至少两个层，这是有利的，因为可针对具体应用定制箔的诸如抗腐蚀性和强度等不同的机械性能和/或物理性能。所述第一层可选自由热导率和密度之间的比高于Ti的材料组成的群组。所述第一层可选自由Al、Cu、Ag、Au或Mo组成的群组，而所述第二层可选自由Al2O3、Zr、Ta或Nb组成的群组。所述腐蚀环境可包括H202。因此，所述箔可被应用于在接触腐蚀性杀菌剂的机器(比如食品包装工业中的充填机)中工作的电子束设备中。所述电子出射窗箔可进一步在所述Ti膜和第一层或所述第二层之间包括至少一个胶粘剂涂层。所述胶粘剂涂层可以是具有I到150nm之间的厚度的Al2O3层或ZrO2层。这是有利的，因为在所述膜/层界面防止物质的任何反应或扩散或者所述Ti膜和层之间或两个层之间的粘合性得以改善。根据第二方面，提供了一种被构造来在腐蚀环境中工作的电子束发生器。该电子束发生器包括容纳并保护产生和形成电子束的组件的主体、以及承载与所述电子束的输出有关的部件的支撑件，所述支撑件包括根据本专利技术的第一方面所述的电子出射窗箔。本专利技术第一方面的优点也适用于本专利技术的第二方面。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于提供和在腐蚀环境中工作的高性能电子束发生器一起使用的电子出射窗箔的方法。该方法包括步骤:提供Ti膜、提供比Ti具有更高热导率的材料的第一层到所述膜的第一侧上、以及提供能够保护所述膜避免被所述腐蚀环境破坏的材料的挠性第二层，其中所述第二层面向所述腐蚀环境。提供挠性第二层的步骤 可包括将所述挠性第二层设置到所述膜的第二侧上。提供挠性第二层的步骤可包括将所述挠性第二层设置到所述第一层上。提供第一层或提供挠性第二层的步骤中的至少一个可在提供胶粘剂涂层到所述膜上的步骤之后。根据本专利技术的第四方面，提供了一种用于提供高性能电子束设备的方法。该方法包括步骤:将Ti膜附着到框架上、通过提供比Ti具有更高热导率的材料的第一层到所述膜的第一侧上和提供能够保护所述膜避免被所述腐蚀环境破坏的材料的挠性第二层来处理所述膜，其中所述第二层面向所述腐蚀环境、以及将所述箔-框架子组件附着到电子束设备的管状壳体以密封所述电子束设备。本专利技术第一方面的优点也适用于本专利技术的第三和第四方面。附图说明接下来，将参考附图更详细地描述本专利技术的示例性实施方式，其中:图1是根据现有技术的电子束设备的示意性横剖正等轴测图，图2是电子出射窗箔和箔支撑板的示意性横剖立体图，以及图3a_f是根据不同实施方式的电子出射窗箔的示意性横截面。具体实施例方式参考图1，一种电子束设备被不出。该电子束设备100包括两个部分:容纳(house)并保护产生和形成电子束的组件103的管体102，以及承载与电子束的输出有关的部件(t匕如窗箔106和防止窗箔106在装置100内部建立真空时塌陷的箔支撑板108)的支撑性凸缘104。进一步地，在该电子束设备的运转期间，箔106承受过多的热。因此，箔支撑板108也用于将使用期间在箔106中产生的热导离设备的箔106这一重要目的。通过使箔的温度保持适度，箔106可获得足够长的使用寿命。·参考图2，电子出射窗被示为包括箔106和箔支撑108。支撑108被设置在电子束设备内部以便真空被维持在出射窗的内部。这在图2中用P1和P2表示，其中P1代表出射窗外面的大气压，P2代表内部的真空。在制造过程中，铜制的箔支撑板108优选地被附着到形成管体102的一部分的凸缘104。凸缘104通常由不锈钢做成。接着，窗箔106被结合到分离的框架上从而形成箔-框架子组件。随后，对箔106涂层以便改善其性能，例如传热性能。接着，箔-框架子组件被附着到管体102以形成密封的壳体。在替代实施方式中，出射窗箔106在凸缘被焊接到管体之前被直接附着到凸缘，被附着到所述支撑板。因此，在该实施方式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：本诺·齐格利戈，卢卡·波皮，拉斯奥克·内斯隆德，沃纳·哈格，库尔特·霍尔姆，安德斯·克里斯蒂安松，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：
国别省市：