固体颗粒源、处理系统和方法专利检索-机电换能器变压器和转换设备专利检索查询-专利查询网

固体颗粒源、处理系统和方法

阅读：147发布：2020-05-12

专利汇可以提供固体颗粒源、处理系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及固体颗粒源(100a，100b)的各种实施例，其可以包括：容器(104)，所述容器(104)包含用于接收固体颗粒的区域；至少一个电子源(106)，所述至少一个电子源(106)用于以这样的方式将电子引入到所述固体颗粒中，即，所述固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们在离开所述容器(104)的方向上加速；振动源(110)，所述振动源(110)被构造为将振动耦合到所述区域中以便使所述固体颗粒松散；其中所述电子源包括用于将电子发射到真空发射区域中的发射表面。，下面是固体颗粒源、处理系统和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种固体颗粒源(100a，100b)，包括：
·容器(104)，所述容器(104)包含用于接收固体颗粒的区域；
·至少一个电子源(106)，所述至少一个电子源(106)用于以这样的方式将电子引入到所述固体颗粒中，即，所述固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们在离开所述容器(104)的方向上加速；
·振动源(110)，所述振动源(110)被构造为将振动耦合到所述区域中以便使所述固体颗粒松散；
其中所述电子源包括用于将电子发射到真空发射区域中的发射表面。
2.根据权利要求1所述的固体颗粒源(100a，100b)，
其中所述振动源(110)包括机电换能器。
3.根据权利要求1或2所述的固体颗粒源(100a，100b)，
其中所述振动源(110)包括电线圈。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体颗粒源(100a，100b)，
其中所述振动源(110)包括邻接所述区域的膜片(104m)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体颗粒源(100a，100b)，
其中所述振动源(110)被构造为将在所述区域外部产生的电磁振动传送到所述容器(104)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的固体颗粒源(100a，100b)，
其中所述振动源(110)被构造为将在所述区域外部产生的机械振动传送到所述容器(104)中和/或所述容器(104)上。
7.一种处理系统，包括：
·根据权利要求1至6中任一项所述的固体颗粒源(100a，100b)；以及
·收集装置(108)，所述收集装置(108)用于收集被加速离开所述区域的固体颗粒。
8.根据权利要求7所述的处理系统，
其中所述收集装置(108)包括基板座，所述基板座用于夹持将被涂布的基板，其中所述基板的基板表面在所述区域的所述方向上。
9.根据权利要求7或8所述的处理系统，
其中所述收集装置(108)包括附加容器(104)，并且被构造为借助于所述附加容器(104)收集固体颗粒和/或将它们输送到所述附加容器(104)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的处理系统，进一步包括：
真空室，所述区域和/或所述收集装置(110)被布置在所述真空室中。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的处理系统，进一步包括：
涂布区域(111)，所述涂布区域(111)布置在所述收集装置(108)和所述固体颗粒源(100a，100b)之间，或者所述收集装置(108)被布置在所述涂布区域(111)中；
材料蒸汽源(114)，所述材料蒸汽源(114)被构造为将材料蒸汽发射到所述涂布区域(111)中。
12.一种方法(500)，包括：
·在固体颗粒被布置于其中的区域中产生(501)真空；
·将电子发射到所述真空中；
·以这样的方式将所述电子的至少一部分引入(503)到所述固体颗粒中，即，所述固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域；并且
·将振动耦合(505)到布置在所述区域中的固体颗粒中。
13.一种方法(600)，包括：
·在固体颗粒被布置于其中的区域中产生(601)真空，其中有机材料此外也被布置在所述区域中，所述有机材料使所述固体颗粒中的至少一些在空间上彼此分离；
·以这样的方式将电子引入(603)到所述固体颗粒中，即，所述固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域。

说明书全文

固体颗粒源、处理系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种固体颗粒源、处理系统和方法。

背景技术

[0002] 一般来说，表面可以被涂布以便使它们功能化，例如，以便改变它们的物理和/或化学性质。在蓄电池的领域中，说明性地由活性材料组成的层可以被使用以便确保高容量或离子的高插层能力。举例来说，锂离子蓄电池中的电极被涂布活性材料，所述活性材料对于预定义的层厚度，具有最高的可能的活性表面积以便促进锂离子的插层。在燃料电池的领域中，气体扩散层(GDL)和/或双极板可以被涂布以便提高它们的导电性和/或它们的斥水性。

[0003] 一般来说，固体颗粒可以被使用以便使表面功能化或它们自己被功能化。举例来说，提高例如耐磨性或耐化学性的表面保护可以借助于固体颗粒来实现。可替代地，增大活性表面积和/或化学反应性的表面激活可以借助于固体颗粒来实现。举例来说，可以借助于固体颗粒生成多孔层。

[0004] 为了涂覆固体颗粒，将被处理或涂布的表面，根据将被获得的表面积或层厚度，各种方法是已知的。通常，固体颗粒被与粘合剂湿化学地或机械地混合，被涂覆在表面上(例如，通过喷涂、槽模涂布、丝网印刷或所谓的旋涂)，并且在后续处理中被干燥。基于粘合剂的涂布(湿化学涂布)使得可以以低成本实现非常高的生产量，因此是特别经济的且适合于大规模工业制造。处理后的固体颗粒本身可以由功能材料组成，或者它们本身可以是其载体(即，所述固体颗粒可以被涂布功能材料)。举例来说，固体颗粒本身可以同样地借助于涂布功能化以便例如改变它们的物理和/或化学性质。可替代地或另外地，可能有必要涂布功能材料本身，例如，以便化学地使功能材料钝化。固体颗粒本身的涂布应在湿化学涂布之前执行。

[0005] 然而，与湿化学涂布相比，通常使用的用于涂布固体颗粒的方法具有明显低的生产量与较高的成本。此外，需要额外的措施以便防止固体颗粒在涂布所述固体颗粒的处理期间彼此黏附地结合并且形成团，这些团可能不能再被处理，因此污染固体颗粒材料。举例来说，为了涂布固体颗粒，通常使用特别是所谓的阴极溅射、回弹振动装置或滚筒式流化床制粒机涂布，这些是耗时的。为了补偿这个低生产量，必须使大量涂布设备保持可用，这增大了占地空间、采购成本、维护和人员成本。

[0006] 因此，固体颗粒的涂布或者利用固体颗粒的涂布构成可能超过大规模工业制造中的经济可行性的限制的主要成本因素。举例来说，在大规模制造中，每一制造设备消耗数百千克的固体颗粒，并且它们本身的涂布可能又需要多个制造设备。

[0007] DE 10 2015 116 351 A1描述了例如用于将固体颗粒发射到真空中的方法和装置。

发明内容

[0008] 根据各种实施例，提供了一种说明性地在固体颗粒涂布和/或利用固体颗粒涂布期间提供较高的生产量的方法、处理系统和固体颗粒源。

[0009] 说明性地，提供了真空中的固态颗粒的基于电子束的发射，与常规方法相比，该发射提高了生产量，并且降低了成本——而且使得可以实现新的材料组合。说明性地，电子束枪成本有效地提供了高电功率，这使得既可以将大量固体颗粒发射到真空中，又可以可选地产生用于涂布/功能化和/或粘合它们的大量材料蒸汽。

[0010] 通过固体颗粒，举例来说，将被功能化的表面可以在真空中被涂布。可替代地或另外地，固体颗粒可以在真空中被涂布。而且，在固体颗粒已经被涂布之后，它们可以被以常规的方式涂覆在将被功能化的表面上，例如，借助于湿化学涂布法。

[0011] 根据各种实施例，已经认识到，固体颗粒的基于电子束的发射(也被称为固体颗粒发射)受多样的影响因素的制约，这些影响因素的复杂的相互影响使得更难以例如预测、再现发射速率(例如，发射的固体颗粒/时间或固体颗粒的发射质量/时间)和/或使发射速率随着时间的过去保持恒定。

[0012] 说明性地，已经认识到，对于引入的电子的预定义的功率的发射速率不仅取决于固体颗粒本身的组成，诸如，例如，它们的大小、它们的化学组成、它们的电阻和/或它们的形状，而且还取决于它们的储存，例如，它们的压缩、它们的颗粒密度、它们的床高等，和/或另外还取决于它们的馈送。举例来说，如果固体颗粒被压缩(也被称为致密化)为更高的颗粒密度，和/或如果颗粒密度具有梯度，则压缩速率可能受到影响。影响变量的这个多样性可能互相结合以形成复杂的相互作用，其结果产生发射速率和/或其时间依赖性。

[0013] 常规做法是接受对发射速率的影响，因为固体颗粒的组成和/或储存只能被困难地改变，或者在固体颗粒发射开始之后可能根本就不能再被改变。然而，这增加了使利用固体颗粒的涂布(也被称为FPD——“快速颗粒沉积”)和固体颗粒的涂布(也被称为FPC——“快速颗粒涂布”)工业化的难度，因为考虑到影响变量的可再现的涂布处理首先变得非常复杂，并且就特定材料来说，其次变得根本不可能。

[0014] 在背景下已经认识到，影响变量的多样性的复杂的相互作用可以通过考虑其对固体颗粒间电阻的影响来简化。换句话说，已经认识到，固体颗粒间电阻用作发射速率和影响变量的多样性之间的联系。

[0015] 如果固体颗粒聚在一起，则固体颗粒间电阻例如随着颗粒密度增大而减小，因为如果固体颗粒是惰性的或类似的，则它们的导电性减小。举例来说，颗粒密度的空间梯度(这是由于例如固体颗粒自己的重力，即，说明性地由于固体颗粒随着颗粒容器的填充增加的自压缩而导致的)可能导致发射速率的时间梯度。在颗粒容器变空时，发射速率因此可能随着时间的推移而减低。

[0016] 根据各种实施例，作为联系的这个性质被使用，以便以针对性的方式设置或至少提高固体颗粒的发射速率。说明性地，高固体颗粒间电阻阻止引入的电荷的离域，因此提高了固体颗粒的因此而产生的发射速率。

[0017] 根据各种实施例，通过借助于共同振动使固体颗粒松散，以针对性的方式设置或至少增大固体颗粒间电阻。

[0018] 说明性地，提供了一种使固体颗粒松散以便例如提供时间上恒定的和/或可再现的发射速率的方法、处理系统和固体颗粒源。

[0019] 根据各种实施例，一种固体颗粒源可以包括：容器(也被称为颗粒容器)，其包括用于接收固体颗粒的区域；至少一个电子源(例如，电子束源)，其用于以这样的方式将电子引入到固体颗粒中(例如，借助于电子束)，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们在离开容器的方向上加速；振动源(也被称为激发器)，其被构造为将振动耦合到所述区域中(例如，以将所述振动传送到所述区域中)以用于使固体颗粒松散。电子源可以例如包括发射表面，该发射表面用于将电子发射到真空区域中，或者被以某种其他的方式构造为将电子发射到发射区域中(也被称为电子发射)。

[0020] 电子发射可以被理解为意指其中电子被发射和/或从固体材料(也被称为固体)发出、例如进入真空(例如，高真空)中和/或离开其表面(也被称为发射表面)的处理。电子可能从固体(例如，其电子壳层)释放出来，例如，作为二次电子释放出来，或者作为高电场强度的结果释放出来(也被称为场发射)，或者作为高温的结果释放出来(也被称为热发射，例如，借助于Edison-Richardson效应)。这最后借助于热离子阴极发生。二次电子例如作为外部光电效应的结果或者作为颗粒(特别是离子(例如，在冷阴极灯的电晕放电中)或其他电子(也被称为一次电子))的冲击的结果而出现。电子发射可以被构造为将电子无接触地传送到固体颗粒和/或容器中。

[0021] 根据各种实施例，电子源可以是非接触式电子源。换句话说，电子源可以被构造为将电子非接触式地(即，没有固体间接触地)引入到固体颗粒和/或容器中。举例来说，引入电子可以包括提供电子的自由轨迹。

[0022] 振动耦合可以包括将机械振动传送到所述区域中和/或在其中产生所述机械振动。

[0023] 根据各种实施例，振动源可以包括机电换能器。

[0024] 机电换能器可以被构造为将电信号(例如，振荡和/或电压)转换为(例如，对应的)机械振动，例如，借助于压电、感应和/或不平衡转换。

[0025] 根据各种实施例，振动源可以包括电线圈。

[0026] 根据各种实施例，振动源可以包括邻接所述区域的膜片。

[0027] 根据各种实施例，振动源可以被构造为将在所述区域外部产生的电磁振动传送到容器中(例如，以将电磁波耦合到所述区域中)。

[0028] 根据各种实施例，振动源可以被构造为将在所述区域外部产生的机械振动传送到容器中和/或容器上。

[0029] 根据各种实施例，一种处理系统可以包括以下：根据各种实施例的固体颗粒源；以及收集装置，其用于收集被加速离开所述区域(并且可选地被涂布涂布材料)的固体颗粒。

[0030] 根据各种实施例，一种处理系统还可以包括以下：涂布区域，其被布置在收集装置和固体颗粒源之间(例如，在所述方向上相对于容器而言)，或者收集装置被布置在所述涂布区域中；材料蒸汽源，其被构造为将材料蒸汽发射到涂布区域中(例如，朝向收集装置和/或通过收集装置)。

[0031] 根据各种实施例，收集装置可以包括基板座，所述基板座用于夹持将被涂布的基板，其中基板的基板表面在所述区域的方向上。基板座可以例如是基板输送装置的一部分。

[0032] 根据各种实施例，收集装置可以包括附加容器，并且被构造为借助于附加容器收集固体颗粒和/或将它们输送到附加容器(例如，固体颗粒输送装置)。

[0033] 根据各种实施例，处理系统还可以包括：真空室，所述区域、收集装置和/或涂布区域被布置在所述真空室中。

[0034] 根据各种实施例，一种方法可以包括：在固体颗粒被布置于其中的区域中产生真空；以这样的方式将电子引入到固体颗粒中(例如，借助于电子束)，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域；并且将振动耦合到布置在所述区域中的固体颗粒中(例如，在将电子引入到固体颗粒中的处理期间)。所述方法(例如，引入)可以例如还包括：将电子发射到真空中，其中电子的至少一部分被引入到固体颗粒中。

[0035] 根据各种实施例，一种方法可以包括以下：在(例如，有机)固体颗粒被布置于其中的区域中产生真空，其中有机材料此外也被布置在所述区域中，所述有机材料使固体颗粒中的至少一些在空间上彼此分离；以这样的方式将电子引入到固体颗粒中(例如，借助于电子束)，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域。所述方法(例如，引入)可以例如还包括：将电子发射到真空中，其中电子的至少一部分被引入到固体颗粒中。

[0036] 所述有机材料可以具有例如比固体颗粒低的导电性(对应于电阻率的倒数)。可替代地或另外地，固体颗粒可以包括不同于所述有机材料的材料。

[0037] 根据各种实施例，所述固体颗粒和有机材料可以在它们的化学组成和/或它们的材料类型(例如，有机的/无机的、金属的/非金属的、等等)上不同。

[0038] 所述有机材料可以例如以(例如，有机)固体颗粒的形式提供，和/或至少部分包住固体颗粒中的至少一些。举例来说，所述固体颗粒可以与所述有机材料混合和/或涂抹。

[0039] 根据各种实施例，一种方法可以包括以下：在第一材料类型和第二材料类型的固体颗粒被布置于其中的区域中产生真空，其中第一材料类型的固体颗粒按照有机材料的质量具有比第二类型的固体颗粒大的比例和/或比第二类型的固体颗粒低的导电性；以这样的方式将电子引入到固体颗粒中(例如，借助于电子束)，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域。所述方法(例如，引入)可以例如还包括：将电子发射到真空中，其中电子的至少一部分被引入到固体颗粒中。

[0040] 根据各种实施例，一种方法可以包括以下：在固体颗粒被布置于其中的区域中产生真空，所述固体颗粒中的至少一些固体颗粒具有不同的材料类型，其中至少一种材料类型是有机的；以这样的方式将电子引入到固体颗粒中(例如，借助于电子束)，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域。所述方法(例如，引入)可以例如还包括：将电子发射到真空中，其中电子的至少一部分被引入到固体颗粒中。

[0041] 根据各种实施例，所述有机材料可以至少部分包住固体颗粒中的至少一些。

[0042] 根据各种实施例，电子源可以包括控制将电子引入到固体颗粒中的处理的控件。

[0043] 电子源可以被构造为例如在引入电子的处理期间和/或在涂布处理期间使固体颗粒的温度保持低于固体颗粒和/或有机材料的物质转变温度(例如，蒸发温度、熔点和/或升华温度)状态。说明性地，因此可以防止有机材料和/或固体颗粒熔融、升华、烧结在一起或蒸发。说明性地，借助于引入电子的处理，固体颗粒可以在它们的温度没有被使得高于物质转变温度的状态的情况下被静电地充电。热功率损耗可以取决于固体颗粒的温度，并且例如在它们的熔点或升华温度下定义。

[0044] 电子源可以被构造为例如另外还使固体颗粒冷却。可替代地或另外地，电子的功率(例如，电功率和/或动功率)，即，通过电子输入的功率，可以以这样的方式构造，即，在引入电子期间和/或在涂布处理期间固体颗粒的温度低于它们的物质转变温度状态。举例来说，借助于电子输入的功率可以低于固体颗粒的热功率损耗。

[0045] 在本描述的上下文下，固体颗粒可以被理解为包括固体物质(即，以物质的固体状态存在的物质)或者由固体物质形成的颗粒(说明性地细粒)(其中所述物质可以包括多个原子和/或分子)。固体颗粒可以具有大于5nm(纳米)的广度(说明性地颗粒大小)和/或平均间距(也被称为颗粒间距)，例如，大于0.1μm(微米)，例如，小于1mm，例如，小于500μm，例如，在大约10nm至大约500μm的范围内，例如，在大约100nm至大约100μm的范围内，例如，在大约200nm至大约10μm的范围内，或者在大约0.1μm至大约1mm的范围内，例如，在大约1μm至大约
500μm的范围内，例如，在大约10μm至大约250μm的范围内。固体颗粒的集聚可以说明性地形成细粒或粉末(更一般地，颗粒集聚物或颗粒供给物)。固体颗粒的广度和/或它们彼此的间距可以是它们的平均计算得到的广度和/或平均计算得到的间距，例如，在颗粒供给物的所有固体颗粒上平均计算得到的。固体颗粒的平均广度可以说明性地对应于具有固体颗粒的体积的球体的直径。固体颗粒的平均间距可以说明性地对应于相对于最靠近的(相邻的)固体颗粒的平均计算得到的间距。

[0046] 根据各种实施例，固体颗粒可以被布置在包括至少部分导电的容器壁的容器中，其中电子经由该容器壁被间接引入到固体颗粒中。换句话说，电子可以从该容器壁被引入到固体颗粒中。因此可以实现例如电子借助于该容器壁分布，这使由于将电子引入到固体颗粒中的处理引起的电流密度减小。因此，说明性地，可以减小和/或防止固体颗粒的局部加热，例如，因此而产生的局部熔融或烧结在一起。可替代地，容器可以是电绝缘的，和/或电子可以借助于送往固体颗粒上的电子束引入。

[0047] 根据各种实施例，所述方法还可以包括：在将电子引入到固体颗粒中的处理期间从固体颗粒带走电子，其中带走是在开环或闭环控制下进行的，例如，借助于开环控制。固体颗粒的通过正被引入的电子引起的电位因此可以通过开环或闭环控制来控制。说明性地，作为将电子引入到固体颗粒中的处理的结果而引入的电荷的一部分可以再次借助于带走电子而被带走。

[0048] 根据各种实施例，开环控制可以包括前馈控制系统，因此说明性地实现将输入变量转换为输出变量的顺序控制。然而，受控的系统也可以是闭环控制电路的一部分，以使得实现闭环控制。与纯粹的前馈控制相反，闭环控制表现出输出变量对输入变量的连续影响，这是由闭环控制电路(反馈)引起的。根据各种实施例，闭环控制可以被用来代替开环控制。

[0049] 根据各种实施例，引入可以在开环或闭环控制下进行，例如，借助于所述控制。固体颗粒的通过正被引入的电子引起的电位因此可以通过开环或闭环控制来控制。

[0050] 可替代地或另外地，将振动耦合到所述区域中可以在开环或闭环控制下进行，例如，借助于所述控制。固体颗粒的固体颗粒间电阻和/或其发射速率(例如，发射的固体颗粒/时间或固体颗粒的发射质量/时间)因此可以通过开环或闭环控制来控制。

[0051] 根据各种实施例，所述方法还可以包括：通过开环和/或闭环控制来控制基板和固体颗粒之间的电位差(例如，分别地，借助于开环控制和/或闭环控制)。

[0052] 根据各种实施例，一种方法还可以包括：用(可选地涂布的)固体颗粒涂布基板。涂布可以包括形成颗粒层。可替代地或另外地，一种或所述方法可以包括：将(可选地涂布的)固体颗粒收集和/或输送到附加容器中，所述附加容器被布置在真空的外部或者被输送出真空。

[0053] 根据各种实施例，颗粒层(也被称为层)可以包括固体颗粒或者由固体颗粒形成。可选地，颗粒层可以包括涂布材料，例如，以固体颗粒涂布的形式，以固体颗粒/基板连接的形式，和/或以固体颗粒/固体颗粒连接的形式。

[0054] 借助于涂布处理形成的层可以具有大于大约10nm的层厚度(即，相对于基板表面横向的广度)，例如，大于大约100nm，例如，大于大约1μm，例如，大于大约10μm，例如，大于大约100μm，例如，大于大约1mm，例如，大于大约10mm。可替代地或另外地，所述层可以具有小于大约1mm的厚度(层厚度)，例如，小于大约100μm，例如，小于大约10μm，例如，小于大约1μm，例如，小于大约500nm，例如，小于大约250nm，例如，小于大约100nm，例如，小于大约50nm，例如，小于大约25nm，例如，小于大约10nm，例如，小于大约5nm，例如，在大约10nm至大约100nm的范围内，或者例如，在大约100nm至大约1μm的范围内，或者例如，在大约1μm至大约
10μm的范围内，或者例如，在大约10μm至大约100μm的范围内，或者例如，在大约100μm至大约1mm的范围内。

[0055] 根据各种实施例，容器可以被以与振动源电绝缘的方式(即，以与振动源电位隔离的方式)安装和/或构造。从容器带走电子然后可以被抑制。可替代地或另外地，根据各种实施例，容器可以借助于可变电阻器(电位器)被耦合到参考电位，例如，电地。控件可以被构造为调节和/或控制电位器的电阻值，例如，基于涂布进展和/或基于表示层性质的测量变量。

[0056] 根据各种实施例，基板可以被以电绝缘的方式定位。从基板带走电子然后可以被抑制。

[0057] 可替代地，根据各种实施例，基板可以借助于可变电阻器(电位器)被耦合到参考电位，例如，电地。控件可以被构造为调节和/或控制电位器的电阻值，例如，基于涂布进展和/或基于表示层性质的测量变量。

[0058] 材料蒸汽(例如，由涂布材料形成，也被称为涂布材料的蒸发)可以被以这样的方式散发，即，所述材料蒸汽引起固体颗粒的涂布和/或基板的涂布。

[0059] 用涂布材料涂布固体颗粒可以包括在收集固体颗粒(借助于收集装置)的处理之前将比收集固体颗粒(借助于收集装置)的处理之后多的涂布材料粘合到固体颗粒。用涂布材料涂布基板可以包括在收集固体颗粒(借助于收集装置)的处理之后将比收集固体颗粒(借助于收集装置)的处理之前多的涂布材料粘合到固体颗粒。

[0060] 用涂布材料涂布固体颗粒(例如，在涂布区域中)可以包括在发射的固体颗粒中的至少一些上形成层(也被称为固体颗粒涂层，或更简单地称为涂层)。所述层可以包括涂布材料或者由涂布材料形成。举例来说，所述层可以包括涂布材料的氧化物或者由涂布材料的氧化物形成。所述层无需一定完全封装固体颗粒。举例来说，所述层可以部分地覆盖固体颗粒，例如，大于(固体颗粒的表面的)大约10％和/或小于大约90％，例如，大于大约20％和/或小于大约80％，例如，大于大约30％和/或小于大约70％。

[0061] 为了涂布固体颗粒的目的，一种处理系统可以包括以下：真空室，其具有涂布区域和收集区域，在所述涂布区域和收集区域中，布置了收集装置；固体颗粒源，其被构造为将固体颗粒以第一主传播方向通过涂布区域发射到收集区域中；材料蒸汽源，其被构造为使涂布材料以第二主传播方向蒸发到涂布区域中；其中第一主传播方向和第二主传播方向以这样的方式相对于彼此成一角度延伸，即，材料蒸汽源使涂布材料蒸发通过收集区域和/或收集装置(例如，更多地进入所述区域中和/或朝向所述装置)。例如，收集装置可以没有材料蒸汽或者保持没有材料蒸汽。

[0062] 为了涂布固体颗粒的目的，一种方法可以包括以下：在涂布区域中和收集区域中产生真空，在涂布区域和收集区域中，布置了收集装置；将固体颗粒以第一主传播方向通过涂布区域发射到收集区域中；使涂布材料(也可以被称为蒸发材料)以第二主传播方向蒸发到涂布区域中，其中第一主传播方向和第二主传播方向以这样的方式相对于彼此成一角度延伸，即，涂布材料被蒸发通过收集区域和/或收集装置(例如，更多地进入所述区域中和/或朝向所述装置)。

[0063] 为了用涂布材料涂布基板(其例如借助于收集装置夹持)的目的，相比之下，涂布材料可以被蒸发到收集区域中(例如，更多地通过所述区域)，在收集区域中，布置了基板。换句话说，第一主传播方向和第二主传播方向可以以这样的方式相对于彼此成一角度延伸，即，涂布材料被蒸发到收集区域中和/或朝向收集装置(例如，更多地通过所述区域和/或通过所述装置)。

[0064] 用其涂布基板的涂布材料可以例如包括连接件件材料或者由连接件材料形成，所述连接件材料不同于固体颗粒。所述方法还可以包括：形成包括连接件材料或者由连接件材料形成的固体颗粒/固体颗粒连接。所述层可以包括固体颗粒和固体颗粒/固体颗粒连接。连接件材料可以可选地被构造为在气态状态下与固体颗粒发生化学反应(例如，可以形成碳化物，例如，碳化钛)。可替代地或另外地，所述方法可以包括：形成包括连接件材料或者由连接件材料形成的基板/固体颗粒连接。所述层可以包括固体颗粒和基板/固体颗粒连接。连接件材料可以被构造为在气态状态下与固体颗粒和/或基板发生化学反应。可替代地或另外地，使容器中的固体颗粒彼此分离的有机材料可以包括连接件材料或者由连接件材料形成。

[0065] 根据各种实施例，用其例如涂布基板的固体颗粒和/或用其例如涂布固体颗粒的涂布材料可以包括可再充电蓄电池活性材料、燃料电池活性材料、太阳能电池活性材料、催化剂材料和/或固体电解质。

[0066] 电解质可以被理解为意指在固体(固体电解质)、液体或溶解状态下被离解为离子、以使得所述离子可以在电场的影响下定向地移动的材料。可再充电蓄电池活性材料可以被理解为意指在化学反应下占有或释放电荷(换句话说，将电能转换为化学能，以及反过来)的材料。燃料电池活性材料可以被理解为例如意指被以气体扩散层的形式作为多微孔层(MPL)涂覆在织物(网状、非编织品)上的材料。催化剂材料可以被理解为意指通过降低化学反应的活化能来提高反应速率的材料，其本身在处理中不被消耗。太阳能电池活性材料可以被理解为意指将辐射能量(电磁辐射(例如，光)的能量)转换为电能以及反过来的材料。

[0067] 固体电解质可以包括例如以下中的一个或者由以下中的一个形成：钇稳定的锆(YSZ)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)、氮氧磷锂(LiPON)、硫化玻璃和/或具有高导电性的其他离子导电的氧化物，诸如，例如，LATP(LiaAlbTic(POd)e)和/或LLZO(LifLagZrhOi)。

[0068] 根据各种实施例，固体颗粒和/或涂布材料可以在它们的化学组成上彼此不同，和/或包括以下材料中的至少一种材料或者由以下材料中的至少一种材料形成：金属；过渡金属、氧化物(例如，金属氧化物或过渡金属氧化物)；电介质；有机或无机聚合物(例如，基于碳的聚合物或基于硅的聚合物)；氮氧化物；氮化物；碳化物；陶瓷；半金属(例如，碳)；钙钛矿；玻璃或玻璃质材料(例如，硫化玻璃)；半导体；半导体氧化物；半有机材料；和/或有机材料。

[0069] 碳可以包括以下碳构造中的至少一种或者由以下碳构造中的至少一种形成：石墨；无定形碳；四面体碳；类金刚石碳；富勒烯；金刚石；碳纳米管；无定形-四面体碳；和/或纳米碳，例如，纳米石墨。可选地，氢可以在占据在碳中(即，与氢掺混的碳构造)。

[0070] 根据各种实施例，涂布材料可以包括至少一种金属(例如，镍、钛和/或铬)或者由至少一种金属形成。举例来说，(非金属的，例如，陶瓷和/或有机)固体颗粒可以被涂布金属涂布材料，例如，以便形成金属涂层。举例来说，可以提供涂布铂的含碳的固体颗粒(例如，碳黑颗粒、碳颗粒和/或石墨颗粒)和/或涂布钌的含碳的固体颗粒(例如，碳黑颗粒、碳颗粒和/或石墨颗粒)和/或涂布钯的含碳的固体颗粒(例如，碳黑颗粒、碳颗粒和/或石墨颗粒)和/或涂布锌的含碳的固体颗粒(例如，碳黑颗粒、碳颗粒和/或石墨颗粒)。根据各种实施例，固体颗粒的涂布可以借助于材料蒸汽源(也被称为共聚合)来提供。

[0071] 含碳的固体颗粒可以包括碳的改性(也被称为碳改性)的碳或者由碳的改性(也被称为碳改性)的碳形成，例如，碳黑(例如，工业碳黑)、石墨、无定形碳、四面体碳、类金刚石碳、无定形-四面体碳和/或纳米碳。

[0072] 可替代地，固体颗粒可以包括金属或者由金属形成。

[0073] 在本描述的上下文下，金属(也被称为金属材料)可以包括至少一种金属元素(即，一种或多种金属元素)(或者由至少一种金属元素形成)，例如，来自以下元素组的至少一种元素：铜(Cu)、铁(Fe)、钛(Ti)、镍(Ni)、银(Ag)、铬(Cr)、铂(Pt)、钌(Ru)、金(Au)、镁(Mg)、铝(Al)、锆(Zr)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、钡(Ba)、铟(In)、钙(Ca)、铪(Hf)、钐(Sm)、银(Ag)、钯(Pd)、锌(Zn)和/或锂(Li)。此外，金属可以包括金属化合物(例如，金属间化合物或合金)或者由金属化合物形成，例如，包括至少两种金属元素(例如，来自所述元素组)的化合物，诸如例如青铜或黄铜，或者例如包括至少一种金属元素(例如，来自所述元素组)和至少一种非金属元素(例如，碳)的化合物，诸如例如钢。可替代地或另外地，金属可以具有大于10W/(m·k)的热导率，例如，大于50W/(m·k)。

[0074] 在本描述的上下文下，塑料可以被理解为意指聚合物形式(例如，聚合物)的有机物质，例如，聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)或导电聚合物。

[0075] 可再充电蓄电池活性材料(例如，其电极，例如，阴极)可以例如包括镍锰钴(NMC)或者由NMC形成(例如，在磷酸铁锂可再充电蓄电池电池中)，包括磷酸铁锂(LFP)或者由LFP形成(例如，在磷酸铁锂可再充电蓄电池电池中)，包括锂锰氧化物(LMO)或者由LMO形成(例如，在锂锰氧化物可再充电蓄电池电池中)，和/或包括锂镍锰氧化物(LNMO)或者由LNMO形成(例如，在钛酸锂可再充电蓄电池电池中)。对于锂离子可再充电蓄电池，活性材料也可以被称为锂化合物活性材料。

[0076] 可再充电蓄电池活性材料(例如，其对电极，例如，阴极)也可以例如包括石墨(或在一些其他的构造中碳)或者由石墨(或在一些其他的构造中碳)形成，包括纳米硅和/或无定形硅或者由纳米硅和/或无定形硅形成，包括钛酸锂(尖晶石)氧化物(Li4Ti5O12或LTO)或者由钛酸锂(尖晶石)氧化物(Li4Ti5O12或LTO)形成，包括金属锂或者由金属锂形成，或者包括二氧化锡(SnO2)或者由二氧化锡(SnO2)形成。

[0077] 可选地，在锂离子可再充电蓄电池的领域中，固体颗粒的形式的常规的连接件材料，例如PEO(聚乙烯氧化物)、PEG(聚乙二醇)、PVDF均聚物、CMC(羧甲基纤维素)或HPMC(羟丙基甲基纤维素)可以被提供类金属的和/或含碳的功能层以便实现改进的导电性和/或改进的势垒效应。换句话说，根据各种实施例，固体颗粒可以被涂布金属的和/或含碳的材料。

[0078] 根据各种实施例，涂布的固体颗粒可以被引入到液体或膏状载体中并且与其一起联合地被涂覆在基板上(湿化学涂布)(例如，在真空或真空室外部)，以便形成颗粒层。换句话说，涂布的固体颗粒可以在真空外部被进一步处理。

[0079] 根据各种实施例，发射固体颗粒和/或使涂布材料蒸发可以借助于正好一个电子束源(至少正好一个电子束枪)或者借助于多个电子束源(例如，多个电子束枪)来实现。

[0080] 所述或每个电子束源可以被构造为提供具有大于大约5kW(千瓦)的电子束，例如，大于大约10kW，例如，大于大约30kW，例如，大于大约40kW，例如，大于大约50kW。

[0081] 根据各种实施例，基板可以包括可再充电蓄电池、电容器、太阳能电池或燃料电池的电极或者由该电极形成。可替代地或另外地，基板(例如，电极)可以包括薄膜或薄膜结构、板或板结构或者由薄膜或薄膜结构、板或板结构形成。

[0082] 根据各种实施例，基板可以包括燃料电池的气体扩散层或者由燃料电池的气体扩散层形成。可替代地或另外地，基板(例如，气体扩散层)可以包括气体可渗透结构或者由气体可渗透结构形成，所述气体可渗透结构例如包括多个细丝或膜片的织物。细丝可以包括聚合物和/或金属或者由聚合物和/或金属形成。举例来说，基板(例如，气体扩散层)可以包括金属织物和/或聚合物织物或者由金属织物和/或聚合物织物形成。

[0083] 根据各种实施例，基板可以包括可再充电蓄电池或燃料电池的电解质(例如，电解质板、电解质膜片或电解质薄膜)或者由可再充电蓄电池或燃料电池的电解质形成。

[0084] 根据各种实施例，基板可以包括可再充电蓄电池或燃料电池的分离件或者由可再充电蓄电池或燃料电池的分离件形成(例如，就液体电解质电池(诸如直接甲醇燃料电池)来说)。分离件可以被构造为使可再充电蓄电池或燃料电池的电极(即，负电极和正电极，例如，阴极和阳极)彼此在空间上分离和电隔离。分离件可以被构造为离子透射的。因此，例如引起将储存的化学能转换为电能或者反过来的离子可以渗透穿过分离件。分离件可以是多微孔的，其中分离件可以包括聚合物(例如，塑料)和/或玻璃或者由聚合物(例如，塑料)和/或玻璃形成。可替代地或另外地，分离件可以包括纤维，例如，非编织物的形式的纤维，例如，玻璃纤维或聚乙烯纤维。

[0085] 根据各种实施例，基板可以包括燃料电池的电极、电解质(例如，电解质板、电解质膜片或电解质薄膜)或气体扩散层或者由燃料电池的电极、电解质(例如，电解质板、电解质膜片或电解质薄膜)或气体扩散层形成。在这种情况下，固体颗粒可以包括例如催化剂材料。在这种情况下，催化剂材料可以被布置在燃料电池的电极(例如，阳极)和燃料电池的电解质之间。

[0086] 根据各种实施例，基板可以包括燃料电池的双极板(例如，电极板、分离件板)或者由燃料电池的双极板(例如，电极板、分离件板)形成。

[0087] 根据各种实施例，一种用于涂布基板的处理系统可以包括以下：颗粒容器，其包括用于接收固体颗粒的区域；定位装置，其用于定位基板，其中基板的基板表面在所述区域的方向上；至少一个电子源，其用于将电子引入到固体颗粒中；控件，其被构造为以这样的方式控制固体颗粒的静电充电，即，通过静电充电引起的力使固体颗粒彼此分离并且使它们在基板的基板表面的方向上加速，以便用彼此分离的固体颗粒的至少一部分涂布基板表面。

[0088] 电子源可以包括限定发射区域的发射表面(说明性地电子从其发出的表面)。发射表面可以是阴极的或被构造用于电子发射的某个其他的固体的表面。如果电子被约束在固体(其具有发射表面)中，则分开它们可能需要至少克服所谓的逸出功。如果电子被约束在原子中，则分开它们可能需要至少克服所谓的电子结合能。电子源可以被构造为向电子馈送大于逸出功和/或电子结合能(即，其总和)的能量。通过化学势，逸出功取决于电子与其分开的固体(物质)的类型。

[0089] 发射区域可以例如被布置在电子源和容器之间和/或使它们彼此分离，例如，电地和/或在空间上分离。可替代地或另外地，发射区域可以没有固体和/或是真空区域。可选地，发射区域可以邻近发射表面和/或容器。

[0090] 可选地，发射表面和容器可以彼此电位隔离。可选地，电子源可以被构造为在容器和发射表面之间提供电位差。

[0091] 举例来说，电子源可以包括电子簇射或束源或者由电子簇射或束源形成。电子簇射可以被构造为例如提供非定向的和/或不集中的电子发射。束源可以被构造为提供定向的和/或集中的电子发射，例如，电子束的形式的电子发射。

[0092] 电子源可以包括用于将电子发射到发射区域中的发射表面(例如，借助于阴极提供，例如，借助于热离子阴极和/或场发射阴极提供)，例如，在所述发射区域中，形成真空。可选地，电子源可以是电子束源的一部分。电子束源可以包括电子源和束成形单元。如果束成形单元不存在，则电子源可以是电子簇射的一部分。

[0093] 束成形单元可以包括至少一个电极或多个电极和/或一个线圈或多个线圈。束成形单元可以被构造为从发射到发射区域中的电子形成束(电子束)。电子束源可以可选地是电子束枪的一部分。电子束枪可以包括电子束源和偏转布置。偏转布置可以被构造为根据一个或多个偏转参数使电子束偏转，例如，以便扫过所述区域和/或容器、或者分别地进一步的区域和/或进一步的容器。偏转布置可以包括至少一个电极或多个电极和/或一个线圈或多个线圈。

[0094] 电子簇射可以包括例如阴极(例如，空心阴极和/或热离子阴极)，其中阴极包括发射表面。可替代地或另外地，电子簇射可以包括等离子体源和/或电晕放电装置。

[0095] 收集装置(例如，基板座)可以可选地还被构造为输送带式基板(例如，薄膜)和/或板式基板(例如，片材或板)。为了这个目的，收集装置可以包括多个输送辊，例如，通过所述多个输送辊，基板被移动。基板可以例如承载在输送辊上(例如，就板式基板来说)和/或借助于输送辊被转向(例如，就带式基板来说)。

[0096] 根据各种实施例，可以将电子引入到颗粒状涂布材料的供给物(其包括固体颗粒，也被称为颗粒)中以用于从而使固体颗粒静电充电。在这种情况下，静电充电受到一定程度的影响，使得对于置于供给物(也被称为颗粒供给物或颗粒集聚物)的表面中的颗粒，产生超过作用于颗粒上的其他力(例如，固体颗粒的重力和/或联结固体颗粒的力)的库仑力，以使得所述颗粒在布置在颗粒供给物上方的收集装置(例如，其夹持基板)的方向上被发射并且沉降(沉积和/或占据)在收集装置处。

[0097] 根据各种实施例，颗粒容器可以包括散热器或者热耦合到这样的散热器。说明性地，固体颗粒可以可选地被主动地冷却。散热器可以被构造为撤离来自颗粒容器和/或固体颗粒的热能(也被称为热量)，其中撤离可以例如通过开环和/或闭环控制来控制，例如，借助于控件。借助于散热器，远离固体颗粒的热流可以被设置，例如，借助于所述控件在开环和/或闭环控制下设置。

[0098] 散热器可以被构造为例如将撤离的热能传送到流体流(例如，冷却流体)。流体流可以例如包括流动液体(冷却液体)(即，液体流，例如，油或水)或者由流动液体形成。可替代地或另外地，流体流可以包括流动气体(冷却气体)(即，气体流)或者由流动气体形成。流体流可以被引导通过颗粒容器，例如借助于流体导管。流体导管可以包括流体流可以被引导通过的腔体。流体流可以可选地在相对于颗粒容器的外部被冷却，例如，借助于布置在例如真空室外部的冷却装置。举例来说，散热器可以包括热交换器，该热交换器包括例如用于接收流体流的腔体。可替代地或另外地，冷却装置可以包括用于冷却冷却流体的热辐射器。

[0099] 根据各种实施例，以这样的方式为颗粒供给物产生表面电荷，即，颗粒之间的静电库仑排斥力大于作用于颗粒上的其他力，从而导致在真空中进行的固体颗粒的共同发射(固体颗粒发射)。在颗粒的重力占优势的极大简化的假设下，可以在库仑排斥力构成用于固体颗粒发射或颗粒的移置的驱动力的基础上继续进行。

[0100] 根据各种实施例，振动可以被耦合到固体颗粒中，即，激发它们振动，例如，颗粒供给物的上层。

[0101] 根据各种实施例，振动的参数可以通过开环和/或闭环控制(例如，借助于控件)来控制，例如，振动的至少频率和/或振幅。说明性地，振动可以例如以可调谐的方式构造，例如，借助于馈送给振动源的电功能。可替代地或另外地，振动可以通过基于表示固体颗粒的发射速率的测量变量的开环和/或闭环控制来控制。

[0102] 根据各种实施例，振动源(例如，其电端子)可以连接到向振动源馈送电功率(例如，AC电源(例如，具有根据将被耦合的振动的频率和/或振幅)和/或DC电源(例如，具有根据将被耦合的振动的功率))的电源。

[0103] 根据各种实施例，振动的频率可以大于大约0.1kHz(千赫兹)，例如，大于大约1kHz，例如，在大约1kHz(千赫兹)至大约1000kHz的范围内，或者大于大约10kHz，例如，在大约10kHz至大约100kHz的范围内。可替代地或另外地，耦合的振动可以引起颗粒容器的振动和/或大于平均粒径(例如，在大约0.1mm(毫米)至大约1mm的范围内)的颗粒供给物的最顶层的振动。
附图说明

[0104] 附图中例示说明了本发明的示例性实施例，并且在下面更详细地说明这些示例性实施例。

[0105] 在附图中

[0106] 图1A和1B每个在示意性侧视图或截面图中示出根据各种实施例的固体颗粒源；

[0107] 图2A和2B每个在示意性侧视图或截面图中示出根据各种实施例的固体颗粒源；

[0108] 图3A和3B每个在示意性侧视图或截面图中示出根据各种实施例的固体颗粒源；

[0109] 图4示出根据各种实施例的示图；以及

[0110] 图5、6、7和8每个在示意性流程图中示出根据各种实施例的方法。

具体实施方式

[0111] 在以下详细描述中，参照附图，附图形成本描述的一部分，并且出于例示说明的目的示出其中可以实现本发明的特定的实施例。关于这一点，诸如例如“在顶部”、“在底部”、“在前面”、“在后面”、“前面”、“后面”等的方向术语是相对于所描述的图(一个或多个)的方位使用的。因为实施例的组件可以被定位在若干个不同的方位上，所以方向术语用于例示说明，而非以任何方式限制。不用说，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以使用其他实施例，并且可以做出结构或逻辑改变。不用说，本文中所描述的各种示例性实施例的特征可以彼此组合，除非另有具体指示。因此，以下详细描述不应从限制性意义上来解释，并且本发明的保护范围由所附权利要求限定。

[0112] 在本描述的上下文下，术语“连接的”、“附连的”和“耦合的”用于描述直接和间接连接(例如，电阻性的和/或导电的，例如，导电连接)、直接或间接附连以及直接或间接耦合。在附图中，相同的或类似的元件被提供相同的标号，只要这合宜即可。

[0113] 根据各种实施例，术语“耦合的”和“耦合”可以从(例如，机械的、流体静力的、热的和/或电的)、例如直接的或间接的连接和/或相互作用的意义上来理解。多个元件可以例如沿着相互作用链(例如，振动源到固体颗粒)彼此耦合，其中能量例如被沿着相互作用链传送。根据各种实施例，“耦合的”可以从机械的(例如，磁性的和/或物理的)耦合的意义上来理解，例如，借助于直接物理接触和/或借助于磁性相互作用。耦合可以被构造为例如传送机械相互作用(例如，力、扭矩等)，例如，借助于磁性相互作用。

[0114] 振动(例如，振荡)可以被理解为意指系统的状态变量的重复的时间波动，例如，机械力的重复的时间波动、空间位置的重复的时间波动和/或电场和/或磁场(例如，其场强度和/或场方向)的重复的时间波动。振动可以例如作为与均值的偏离而发生。

[0115] 振动耦合可以被理解为激发以执行振动，例如，通过正被传送的能量(也被称为振动能量)来激发。举例来说，振动源的振动可以被耦合到固体颗粒中，并且激发它们执行机械振动。

[0116] 根据各种实施例，(例如高频)振动坩埚被作为FPD和FPC组件提供，以用于通过执行(例如，多轴)振动或振荡以用于在真空中对(例如，粉末介质的)相邻的固体颗粒的接触点进行时间和空间分离来改进颗粒的发射。

[0117] 根据各种实施例，已经认识到，小的平均颗粒间距(对应于高致密化)可以导致颗粒供给物(例如，粉末或床)中的欧姆电阻的减小，这对于FPD或FPC期间的发射处理是不利的。根据各种实施例，(例如，高频)振动(例如，kHz范围内的振动)经由与压电晶体或某个其他的振动源的机械接触而被耦合到例如坩埚的形式的容器(例如，器皿)中。在颗粒供给物的表面处，振动可以引起颗粒供给物中的固体颗粒的平均颗粒间距(颗粒分离或说明性地松散)的增大，即，颗粒密度的减小。通过改变振动的参数，诸如，举例来说，存在于振动源处的电压或频率，这里可以就频率(例如，在大约10kHz至大约100kHz的范围内)和振幅(小于1mm)来改变(例如，压电晶体的)振动源的振动，以使得颗粒的接触地方经受系统影响。可选地，可以在颗粒容器之间(也就是说，一次电子和二次电子以及周围组件的应用区域)实现静电解耦。这里，就绝缘的颗粒容器来说，kV范围内的(但是例如小于电子束源的加速电压的)局部高的电压可能出现。可替代地或另外地，将被发射的(例如，粉末形式的)固体颗粒也可以被布置到将被主动地使得振动的膜片(例如，其以导电或电绝缘的方式构造)上。在这种情况下，可以可选地实现膜片和(例如，导电)振动源之间的电解耦。

[0118] 根据各种实施例，提供固体颗粒的连续的长期稳定的和/或材料独立的发射(也被称为固体颗粒发射)，例如，用于FPD和FPC方法。这提高了固体颗粒发射的经济可行性。

[0119] 根据各种实施例，用于接收固体颗粒的区域和/或涂布区域可以被布置在真空室中。真空室可以借助于室壳体来提供，在该室壳体中，可以提供一个室或多个室。例如用于提供减小的压力或真空的室壳体(真空室壳体)可以(例如，以气体传导的方式)被耦合到泵布置，例如，真空泵布置，并且被稳定地构造以使得这在排空的状态下承受空气压力的作用。泵布置(其包括至少一个真空泵，例如，高真空泵，例如，涡轮分子泵)可以使得可以将气体的一部分泵送出真空室的内部，例如，泵送出所述区域和/或涂布区域。因此，可以在室壳体中提供一个真空室或多个真空室。换句话说，室壳体可以被构造为真空室壳体，或者涂布室可以被构造为真空室。

[0120] 根据各种实施例，室壳体(例如，其中提供的真空室)可以以这样的方式构造，即，可以在其中提供大约10毫巴至大约1毫巴的范围内的压力(换句话说低真空)、和/或大约1毫巴至大约10-3毫巴的范围内的压力(换句话说精密真空)、和/或大约10-3毫巴至大约10-7毫巴的范围内的压力(换句话说高真空)、和/或小于高真空(例如，小于大约10-7毫巴)的压力。

[0121] 图1A和图1B每个在示意性侧视图或截面图中例示说明根据各种实施例的固体颗粒源100a、100b。

[0122] 固体颗粒源100a、100b可以包括容器104(也被称为颗粒容器104)，容器104包括被构造为接收固体颗粒104p的区域104b(也被称为接收区域)。

[0123] 举例来说，固体颗粒104p可以包括以下材料中的至少一种材料或者由以下材料中的至少一种材料形成：金属；过渡金属，氧化物(例如，金属氧化物或过渡金属氧化物)；电介质；聚合物(例如，碳基聚合物或硅基聚合物)；氮氧化物；碳化物；陶瓷；半金属(例如，碳)；钙钛矿；玻璃或玻璃质材料(例如，硫化玻璃)；半导体；半导体氧化物；半有机材料；和/或有机材料。

[0124] 固体颗粒源100a、100b还可以包括被构造为将电子引入到所述区域中的至少一个电子源106。电子源106可以例如是被构造为发射电子束106s(例如，发射到固体颗粒中和/或容器104上)的电子束枪的一部分。借助于电子源106引入的电子可以引起固体颗粒的静电充电，这在方向104e(也被称为发射方向104e)上将固体颗粒发射出容器104(也被称为固体颗粒发射)，例如，发射出容器104的开口。固体颗粒发射发生到其中的空间可以包括涂布区域111和/或在固体颗粒源100a、100b操作期间，还包括真空。举例来说，在固体颗粒源100a、100b操作期间，在涂布区域111中可以形成真空。

[0125] 在发射方向104e上，容器104可以包括开口(也被称为容器开口)。

[0126] 固体颗粒源100a、100b可以可选地包括收集装置108，收集装置108用于收集发射104e出所述区域的固体颗粒。

[0127] 固体颗粒源100a、100b可以可选地包括材料蒸汽源114。固体颗粒源100a、100b的材料蒸汽源114可以被构造为使涂布材料蒸发114e到涂布区域111中(也被称为散发114e材料蒸汽)。材料蒸汽源114可以包括例如区域114b(例如，借助于坩埚114提供)，在区域114b中，可以布置涂布材料114p。蒸发可以例如借助于一个或所述电子束106s来实现。

[0128] 举例来说，涂布材料114p可以包括以下材料中的至少一种材料或者由以下材料中的至少一种材料形成：金属；过渡金属，氧化物(例如，金属氧化物或过渡金属氧化物)；电介质；聚合物(例如，碳基聚合物或硅基聚合物)；氮氧化物；碳化物；陶瓷；半金属(例如，碳)；钙钛矿；玻璃或玻璃质材料(例如，硫化玻璃)；半导体；半导体氧化物；半有机材料；和/或有机材料。

[0129] 固体颗粒源100a可以被构造为用固体颗粒104p和涂布材料114p涂布基板。形成在基板上的涂层可以包括固体颗粒104p和涂布材料114p(例如，连接件材料)。

[0130] 根据各种实施例，基板可以包括板、薄膜、膜片、纤维、编织物、缠结物和/或织物，这些包括以下材料中的至少一种或者由以下材料中的至少一种形成：陶瓷、玻璃、半导体(例如，无定形、多晶或单晶半导体，诸如硅)、金属和/或聚合物(例如，塑料)。

[0131] 固体颗粒源100b可以可替代地或另外地被构造为用涂布材料114p涂布固体颗粒104p。形成在固体颗粒104上的涂层可以包括涂布材料114p(例如，功能材料)。涂布的固体颗粒104p可以随后被收集在容器中和/或被输送到容器中(例如，作为其中的松散床存在)。
可选地，基板可以被涂布有涂布的固体颗粒104p。

[0132] 举例来说，固体颗粒源100a、100b的收集装置108可以被构造为夹持和/或输送(例如，沿着输送路径)基板，例如，在涂布区域111中夹持和/或输送。材料蒸汽源114然后可以被构造为例如在基板和/或输送路径的方向114e上散发材料蒸汽。

[0133] 可替代地，固体颗粒源100b的收集装置108可以包括附加容器，并且可以被构造为借助于附加容器(也被称为收集容器)收集固体颗粒和/或将它们输送到附加容器中(例如，借助于输送装置和/或输送出真空)。在这种情况下，收集装置108可以被布置在涂布区域的外部(例如，在发射方向104e上在涂布区域的后面)，例如，被布置在收集区域113中。材料蒸汽源114可以被构造为散发114e材料蒸汽通过收集区域113，例如，通过收集区域113和涂布区域111之间。

[0134] 可选地，基板可以被涂布收集的固体颗粒，例如，借助于再次发生的固体颗粒发射(即，在真空中)，或者借助于液体涂布(例如，掺混在粘合剂中)。

[0135] 此外，固体颗粒源100a、100b可以包括振动源110，振动源110被构造为将振动耦合到接收区域114b中。作为振动源110的替代，或者除了振动源110之外，有机材料可以被布置在所述区域中，所述有机材料使固体颗粒中的至少一些彼此在空间上分离。

[0136] 固体颗粒的空间和/或静电松散可以借助于振动源110和/或有机材料来实现。举例来说，颗粒密度(每一体积的固体颗粒的数量)可以借助于振动源110和/或有机材料来减小。

[0137] 振动源110一般可以被电操作并且以各种方式实现和/或基于各种相互作用来实现耦合。举例来说，机械振动可以被耦合，例如，重复地在时间上波动的机械力。可替代地或另外地，可以耦合振动电场和/或磁场。

[0138] 下面描述振动源110的示例性构造。

[0139] 图2A和图2B每个在示意性侧视图或截面图中例示说明根据各种实施例的固体颗粒源200a、200b。

[0140] 固体颗粒源200a、200b的振动源110可以包括机电换能器110w(例如，其包括机电致动器或者由机电致动器形成)或者由机电换能器110w形成。机电换能器110w可以例如将容器104耦合到载体204(例如，以布置在它们之间的方式)。载体204可以具有例如大于容器104的惯性。载体204可以例如包括基板或者由基板形成和/或是真空室的一部分。

[0141] 可选地，电绝缘体202(例如，陶瓷层)可以被布置在振动源110和容器104之间。借助于绝缘体202，振动源110可以与容器104电位隔离，这使为了固体颗粒发射而引入的电荷对振动源110的影响减小。可替代地或另外地，绝缘体202促进接地的容器104和以电浮置方式安装的容器104之间的转换。

[0142] 机电换能器110w可以借助于例如电绝缘体202耦合到容器104。

[0143] 可选地，振动源110可以包括杆机构110g，杆机构110g将在容器外部产生的机械振动传送到容器104中或上。

[0144] 可选地，容器104(例如，其容器底座)可以包括耦合到振动源110(例如，其杆机构)的膜片。膜片104m(也被称为振动膜片)可以例如以弹簧弹性的方式构造和/或以弹簧弹性的方式安装。举例来说，膜片104m可以具有比容器104的邻接膜片104m的壁(也被称为容器壁)低的弹簧常数。

[0145] 参照图2A，固体颗粒源200a的机电换能器110w可以包括例如压电材料。压电材料可以被布置在两个电极(第一电极和第二电极)之间，例如，电信号(例如，电振荡)可以被施加于这两个电极以便激发压电材料。压电材料和这两个电极可以一起是压电致动器的一部分或者形成该部分。

[0146] 所述两个电极可以包括电端子和/或连接到电源(例如，电振动发生器)。

[0147] 可选地，所述两个电极中的第一电极可以借助于载体204来提供，和/或所述两个电极中的第二电极可以借助于容器104来提供(例如，如果后者或至少容器底座是导电的)。这使固体颗粒源200a简化。可替代地，电绝缘体202(例如，陶瓷层)可以被布置在第二电极和容器104之间。

[0148] 参照图2B，固体颗粒源200b的机电换能器110w可以包括例如运动振动器110v(也被称为摇动器)。振动器110v可以包括例如不平衡电机、球形振动器、洛伦兹力振动器、偏心振动器等。

[0149] 振动器110v可以包括例如耦合到容器104的杆机构，例如，通过所述杆机构延伸通过绝缘体202而耦合到容器104。杆机构可以使得可以将机械振动耦合到容器104(例如，其容器底座)中。

[0150] 洛伦兹力振动器可以包括借助于电AC电源产生振动的线圈和永久磁铁。线圈(也被称为柱塞线圈)可以被布置在例如永久磁铁的间隙中。可替代地，永久磁铁(也被称为柱塞磁铁)，例如，杆机构110g的永久磁铁部分，可以被布置在固定线圈中。柱塞线圈和/或柱塞磁铁可以例如使得能够以耦合到膜片104m的方式实现紧凑设计和/或震动的可单独控制的频率和振幅。

[0151] 不平衡马达和/或偏心振动器可以使得能够实现简化的电供应，例如，利用DC电源的电供应。

[0152] 作为机电换能器的替代，或者除了机电换能器之外，振动源110可以包括液压或气动换能器或由液压或气动换能器形成。

[0153] 固体颗粒源200a、200b可以被构造为提供从振动源110到区域104b或布置于其中的固体颗粒104中的物理耦合链(也被称为耦合相互作用链或传送链)，即，仅由物理耦合链路组成的耦合链。耦合链可以包括例如至少振动源110和容器104和/或固体颗粒104。

[0154] 然而，如下面将描述的，耦合链无需一定是纯粹物理的或者包括容器。

[0155] 图3A和图3B每个在示意性侧视图或截面图中例示说明根据各种实施例的固体颗粒源300a、300b。

[0156] 参照图3A，固体颗粒源300a的振动源110可以包括交变场源302。换句话说，固体颗粒源300a的振动源110可以被构造为将电和/或磁振动(以下统称为电磁振动)耦合到区域104中，例如，将电磁波耦合到区域104(例如，布置于其中的固体颗粒104p)中。

[0157] 电振动可以被理解为例如电场(例如，其场强度和/或场方向)的重复时间波动、交变电场。磁振动可以被理解为例如磁场(例如，其场强度和/或场方向)的重复时间波动，例如，被理解为交变磁场。换句话说，从振动源110到固体颗粒104的耦合链可以包括电场和/或磁场。这使得可以更容易地耦合更高的频率或者需要更少的能量，因为容器的质量不一定是耦合链的一部分，因此无需被激发振动。举例来说，容器104可以是非磁性的和/或电绝缘的。

[0158] 举例来说，固体颗粒源300a的振动源110可以包括线圈302，容器104布置在线圈302中。举例来说，AC电流可以被耦合到线圈302中。因此而产生的交变磁场可以例如激发固体颗粒104p来实现机械振动，例如，由于涡流效应而激发。以类似的方式，可替代地或另外地，可以产生交变电场，该交变电场激发固体颗粒104p来实现机械振动，例如，由于电介质位移而激发。

[0159] 参照图3A，固体颗粒源300b的振动源110也可以至少部分地(即，部分或完全地)在区域104b中延伸和/或被布置在其中，例如，交变场源302和/或电磁换能器110w(例如，至少其杆机构)。这可以使得可以将振动直接传送到固体颗粒104p。换句话说，从振动源110到固体颗粒104的耦合链无需一定包括容器104。这使得可以更容易地耦合更高的频率和/或需要更少的能量，因为容器的质量不一定是耦合链的一部分，因此无需被激发振动。

[0160] 图4例示说明根据各种实施例的示图400。

[0161] 示图400例示说明对于暴露于不同的致密化力(按次序417、415、413、411增大)、因此导致不同的颗粒密度(按次序417、415、413、411增大)的固体颗粒、对于层深度403的欧姆固体颗粒间抵抗力401(以下也被称为抵抗力)的示图。具有值“0”的层深度403表示颗粒供给物的最顶层(在容器的开口处)。

[0162] 实现固体颗粒的这样的致密化，例如是为了增加容器中接收的固体颗粒的量，以使得必须执行重新填充的频率降低。致密化力可以例如在从大约固体颗粒的重力(就颗粒密度417来说)到大约100克/平方厘米(就颗粒密度411来说)的范围内。

[0163] 固体颗粒间抵抗力401说明性地描述了空间上相邻的固体颗粒(例如，其具有大约1μm至大约50μm的范围内(例如，大约5μm至大约10μm的范围内)的粒径)的接触点的导电性。
固体颗粒间抵抗力401可以说明性地表示固体颗粒如何强烈地相互导电联系。固体颗粒间抵抗力401越大，颗粒供给物的导向性、因此输送走引入的电子的能力可能越低，这继而使发射速率(例如，每一时间发射的固体颗粒的量和/或质量)增大。

[0164] 如示图400所示，固体颗粒(例如，其粉末)的因此而产生的抵抗力401取决于层深度403和施加的致密化力。首先，根据各种实施例，认识到，固体颗粒间抵抗力401随着层深度403持续地减小，其次，上升的致密化力引起同样情况。在致密化足够强的情况下，固体颗粒间抵抗力401对于层深度403的相关性几乎仍是可测得的。

[0165] 根据各种实施例，认识到，发射速率的波动的原因是固体颗粒间抵抗力401对层深度和/或填充水平的相关性。说明性地，固体颗粒的固体颗粒间抵抗力401从容器开口朝向容器底座继续减小，其结果是电位也可能更快速地减小(这导致电荷在时间上和空间上的整合度低)，结果，静电充电(也就是说，库仑排斥力)继而减小，这导致发射速率降低。

[0166] 由于该相关性，示图400还可以被解读为固体颗粒发射期间对于逝去的时间403的发射速率401。

[0167] 这具有以下后果，即，甚至容器的填充水平(在固体颗粒发射开始时和/或在其过程中)实际上也影响结果所产生的发射速率(也被称为颗粒发射的程度)。发射速率随着填充水平降低而降低。换句话说，以其开始固体颗粒发射的填充水平的波动(例如，由于不同的准备技术员)可以导致不同的发射速率。可替代地或另外地，固体颗粒发射过程中的填充水平降低可以导致发射速率降低。

[0168] 此外，认识到，固体颗粒的材料的类型(例如，金属、半导体和/或绝缘体/陶瓷)、还有几何形状(特别是颗粒大小)——也就是说，总起来，(例如，粉末中的)固体颗粒的物理性质——也对发射速率具有类似的影响。

[0169] 根据各种实施例，借助于通过将振动耦合451到固体颗粒中的耦合的振动(借助于实现机械振动的激发)来使固体颗粒松散。

[0170] 松散的后果是，容器中的固体颗粒的最顶层，独立于其先前的致密化状态411、413、415、417，根据耦合的振动被转换为致密化，即，具有较低的颗粒密度420(每一体积的颗粒)。说明性地，最顶层中的固体颗粒被松散，以使得其随着时间的过去的发射速率降低，例如，保持基本上不变。

[0171] 在固体颗粒借助于固体颗粒发射消耗(即，如果容器变空)的过程中，随后，当前填充水平的最顶层总是松散的，以使得即使是颗粒供给物的较下的层也根据耦合的振动被转换为致密化。

[0172] 因此，举例来说，还可以将更多的固体颗粒容纳在容器104中，而不必接受发射速率的降低。

[0173] 可替代地或另外地，松散可以借助于如下面将更详细地描述的有机材料来实现。

[0174] 图5在示意性流程图中例示说明根据各种实施例的方法500。

[0175] 方法500可以包括在501中：在固体颗粒被布置于其中的区域中产生真空。

[0176] 方法500还可以包括在503中：以这样的方式将电子引入到固体颗粒中，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域。说明性地，方法500可以包括在503中：通过电子被引入到固体颗粒中来将固体颗粒发射出所述区域。

[0177] 方法500还可以包括在505中：将振动耦合到布置在所述区域中的固体颗粒中(例如，在将电子引入到固体颗粒中的处理期间)。说明性地，在505中，可以激发固体颗粒以振动(居留位置的振动)。

[0178] 方法500可以可选地包括：用固体颗粒涂布基板和/或用涂布材料涂布固体颗粒。

[0179] 方法500可以可选地包括：在真空中或者通过真空输送基板。

[0180] 方法500可以可选地包括：将涂布的固体颗粒输送和/或收集到附加容器中。

[0181] 图6在示意性流程图中例示说明根据各种实施例的方法600。

[0182] 方法600可以包括在601中：在固体颗粒被布置于其中的区域中产生真空，其中有机材料(例如，有机连接件材料)此外也被布置在所述区域中，所述材料使固体颗粒中的至少一个在空间上彼此分离。

[0183] 方法600还可以包括在603中：以这样的方式将电子引入到固体颗粒中，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域。

[0184] 举例来说，固体颗粒可以包括无机材料和/或由无机材料形成，并且包括有机材料或者由有机材料形成的附加的固体颗粒可以被布置在所述区域中。一般来说，固体颗粒和附加的固体颗粒的化学组成可以是彼此不同的。举例来说，附加的固体颗粒按照有机材料的质量来说可以包括比固体颗粒大的比例。

[0185] 化学组成可以例如是由固体颗粒的材料类型导致的。举例来说，附加的固体颗粒可以包括有机材料类型，并且固体颗粒可以包括以下(例如，无机)材料类型中的至少一种：金属的、陶瓷的、半传导的、玻璃状的和/或矿物质。

[0186] 可替代地或另外地，固体颗粒可以包括无机材料，和/或有机材料可以至少部分包住固体颗粒中的至少一些。举例来说，固体颗粒可以与有机材料混合和/或涂抹。举例来说，有机材料可以是黏稠的。

[0187] 方法600可以可选地包括：用固体颗粒涂布基板，和/或用涂布材料涂布固体颗粒。

[0188] 方法600可以可选地包括：在真空中或者通过真空输送基板。

[0189] 方法600可以可选地包括：将涂布的固体颗粒输送和/或收集到附加容器中。

[0190] 图7在示意性流程图中例示说明根据各种实施例的方法700。

[0191] 方法700可以包括在701中：在第一(例如，无机)材料类型和第二(例如，有机)材料类型的固体颗粒被布置于其中的区域中产生真空。第一类型的固体颗粒按照有机材料的质量来说可以包括比第二类型的固体颗粒大的比例。

[0192] 方法700还可以包括在703中：以这样的方式将电子引入到固体颗粒中，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域。说明性地，方法700可以包括在703中：通过电子被引入到固体颗粒中来将固体颗粒发射出所述区域。

[0193] 方法700可以可选地包括：用固体颗粒涂布基板，和/或用涂布材料涂布固体颗粒。

[0194] 方法700可以可选地包括：在真空中或者通过真空输送基板。

[0195] 方法700可以可选地包括：将涂布的固体颗粒输送和/或收集到附加容器中。

[0196] 图8在示意性流程图中例示说明根据各种实施例的方法800。

[0197] 方法800还可以包括在803中：在固体颗粒被布置于其中的区域中产生真空，其中至少一些固体颗粒包括不同的材料，其中至少一种材料是有机的。

[0198] 方法800还可以包括在803中：以这样的方式将电子引入到固体颗粒中，即，固体颗粒的通过所述电子引起的静电充电使所述固体颗粒彼此分离，并且使它们加速离开所述区域。说明性地，方法800可以包括在803中：通过电子被引入到固体颗粒中来将固体颗粒发射出所述区域。

[0199] 举例来说，固体颗粒可以包括材料复合物(也被称为复合固体颗粒)，该材料复合物包括无机部分(例如，颗粒状芯，例如，无机固体颗粒)和包围该无机部分的有机材料。可替代地或另外地，包括有机材料或者由有机材料形成的附加的固体颗粒可以被混合在内。一般来说，固体颗粒可以包括在其化学组成上不同的多个部分。举例来说，附加的固体颗粒按照有机材料的质量来说可以包括比固体颗粒大的比例。

[0200] 方法800可以可选地包括：用固体颗粒涂布基板，和/或用涂布材料涂布固体颗粒。

[0201] 方法800可以可选地包括：在真空中或者通过真空输送基板。

[0202] 方法800可以可选地包括：将涂布的固体颗粒输送和/或收集到附加容器中。

标题	发布/更新时间	阅读量
用于定量吸入器的依从性跟踪和监控装置	2020-05-08	665
机动车辆挡风玻璃	2020-05-11	870
一种基于超声振动的飞机机翼防冰装置及其方法	2020-05-11	293
脱气水循环装置及高强度聚焦超声治疗仪	2020-05-11	753
基于动态补偿的大功率超声换能器预应力施加装置及方法	2020-05-13	436
具有带超声刀的旋转端部执行器组件的外科装置和系统	2020-05-08	946
用于与流体的体积流相互作用的MEMS换能器及其制造方法	2020-05-11	379
一种适合单向水流的高承台桥墩局部冲刷在线监测平台	2020-05-08	931
部件承载件及板件	2020-05-12	238
一种部件载体	2020-05-13	765

固体颗粒源、处理系统和方法

固体颗粒源、处理系统和方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：