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用于聚合物沉积的系统和方法

文献发布时间:2023-06-19 18:27:32


用于聚合物沉积的系统和方法

技术领域

总体地提供了用于将氟化聚合物沉积到基材上的系统和方法。

背景技术

化学气相沉积可用于沉积氟化聚合物涂层。然而,用于执行这样的过程的一些系统可能会表现出导致不均匀涂层、不一致涂层和/或需要不期望的频繁修复和/或调整的一个或多个缺陷。

因此,需要用于沉积氟化聚合物涂层的改进系统和方法。

发明内容

本公开内容总体上提供了用于将氟化聚合物涂层沉积到基材上的系统及相关方法。在一些情况下,本文描述的主题涉及相互关联的产品、对于特定问题的替代解决方案和/或一个或多个系统和/或制品的多种不同用途。

在一些实施方案中,提供了一种沉积室。所述沉积室包括反应容积。所述反应容积与包含六氟环氧丙烷蒸气的工艺气体源(或称为“工艺气体的源部”)以及真空源(或称为“真空的源部”)流体连通。所述反应容积被配置为使所述工艺气体在其中一维流动通过。所述反应容积能够通过所述真空源抽空空气。所述反应容积包括采取导线(wire)形式的灯丝(长丝,filament),所述灯丝被配置为在向其施加电压时温度升高。所述导线被配置为加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。所述反应容积由多个壁和底座围成。所述壁和所述底座中的至少一个是可移动的,和/或包括可移动部分。所述反应容积的尺寸能够通过移动以下各项而被改变:所述可移动壁中的一个或多个、所述可移动底座、和/或一个或多个壁和/或所述底座中的一个或多个可移动部分。

在一些实施方案中,沉积室包括反应容积。所述反应容积与包含六氟环氧丙烷蒸气的工艺气体源以及真空源流体连通。所述反应容积被配置为使所述工艺气体在其中一维流动通过。所述反应容积能够通过所述真空源排空空气。所述反应容积包括采取导线形式的灯丝,所述灯丝被配置为在向其施加电压时温度升高。所述导线被配置为加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。所述反应容积由多个壁和底座围成。所述底座的至少一部分是可旋转的。

在一些实施方案中,提供了一种方法。所述方法包括移动围成反应容积的壁和/或底座的至少一部分。所述反应容积位于沉积室中。所述反应容积与包含六氟环氧丙烷蒸气的工艺气体源以及真空源流体连通。反应容积被配置为使所述工艺气体在其中一维流动通过。所述反应容积能够通过所述真空源排空空气。所述反应容积包括采取导线形式的灯丝,所述灯丝被配置为在向其施加电压时温度升高。所述导线被配置为加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。所述反应容积由多个壁和底座围成。移动所述沉积室的所述壁和/或所述底座的一部分和/或整体使得所述反应容积的尺寸得到改变。

在一些实施方案中,一种方法包括旋转底座的至少一部分,所述底座与多个壁一起围成反应容积。所述反应容积位于沉积室中。所述反应容积与包含六氟环氧丙烷蒸气的工艺气体源以及真空源流体连通。所述反应容积被配置为使所述工艺气体在其中一维流动通过。所述反应容积能够通过所述真空源排空空气。所述反应容积包括采取导线形式的灯丝,所述灯丝被配置为在向其施加电压时温度升高。所述导线被配置为加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。

在一些实施方案中,提供了一种方法。所述方法包括将电压和拉伸力施加至采取导线形式的灯丝。所述导线位于包含至多10mT

在一些实施方案中,一种方法包括使电流通过采取导线形式的灯丝以电阻方式加热所述导线,感测所述导线的电阻,并且如果所述导线的电阻为大于或等于设定值(setpoint)的101%或者小于或等于设定值的99%,则调整施加至所述导线的电压。所述导线至少部分地位于所述反应容积内。所述反应容积位于沉积室中。所述反应容积包含至多10mTorr的空气并且包含六氟环氧丙烷蒸气。所述导线加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。

在一些实施方案中,一种方法包括感测导线的电阻,并且如果所述导线的电阻为大于或等于设定值的101%或者小于或等于设定值的99%,则提供警示。所述导线至少部分地位于所述反应容积内。所述反应容积位于沉积室中。所述反应容积包含至多10mTorr的空气并且包含六氟环氧丙烷蒸气。所述导线加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。

在一些实施方案中,提供了一种系统。所述系统包括:包括反应容积的沉积室以及至少部分地位于所述反应容积内的灯丝。所述反应容积能够包含六氟环氧丙烷蒸气并且通过真空源排空空气。所述灯丝采取导线形式,所述灯丝被配置为在向其施加电压时温度升高。所述灯丝被配置为加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。所述灯丝能够被稳定地定位在第一位置处。所述灯丝能够被稳定地定位在第二位置处。所述第二位置不同于所述第一位置。所述灯丝不能够被稳定地定位在第三位置处,所述第三位置在所述第一位置和所述第二位置之间。

在一些实施方案中,提供了一种系统。所述系统包括:包括反应容积的沉积室以及冷却元件。所述反应容积能够包含六氟环氧丙烷蒸气并且通过真空源排空空气。所述反应容积包括采取导线形式的灯丝,所述灯丝被配置为在向其施加电压时温度升高。所述导线被配置为加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。基材位于所述反应容积中。所述冷却元件位于所述基材的周围。所述冷却元件从所述基材的底部延伸至所述基材的顶部。

在一些实施方案中,一种系统包括:包括反应容积的沉积室以及冷却元件。所述反应容积能够包含六氟环氧丙烷蒸气并且通过真空源排空空气。所述反应容积包括采取导线形式的灯丝,所述灯丝被配置为在向其施加电压时温度升高。所述导线被配置为加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。基材位于所述反应容积中。所述冷却元件位于所述基材的周围。所述基材相对于所述冷却元件是可自由移动的。

在一些实施方案中,提供了一种方法。所述方法包括聚合六氟环氧丙烷以形成包含聚(四氟乙烯)的粒子以及将所述包含聚(四氟乙烯)的粒子沉积到表面上。所述聚合在反应容积中进行。所述反应容积位于沉积室中。所述反应容积包含至多10mTorr的空气并且包含六氟环氧丙烷蒸气。所述反应容积包括采取电阻方式加热导线形式的灯丝。所述导线加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。当所述粒子形成时,其被气体包围。

在一些实施方案中,一种方法包括在基材上沉积包含聚(四氟乙烯)的涂层。所述基材位于反应容积中。所述反应容积位于沉积室中。所述反应容积包含至多10mTorr的空气并且包含六氟环氧丙烷蒸气。所述反应容积包括采取电阻方式加热导线形式的灯丝。所述导线加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。所述基材在所述涂层的沉积期间释放出一种或多种气体。所述一种或多种气体占在所述涂层的沉积期间在所述反应容积中存在的气体的0.1mol%以上并且小于或等于10mol%。

在一些实施方案中,一种方法包括通过将基材浸没在溶剂中来从所述基材的表面去除污染物,并且在将所述污染物去除之后的30分钟内,通过化学气相沉积将包含聚(四氟乙烯)的涂层沉积到所述基材的表面上。在所述沉积步骤期间,所述基材位于反应容积中,所述反应容积位于沉积室中,所述反应容积包含至多10mTorr的空气并且包含六氟环氧丙烷蒸气,所述反应容积包括采取电阻方式加热导线形式的灯丝,并且所述导线加热所述六氟环氧丙烷蒸气,由此引起其发生分解。在所述沉积步骤之后,所述涂层对于所述基材具有粘附性,使得其通过在ASTM D3359中描述的程序所测定的粘附性分数为大于或等于4。

当结合附图考虑时,本发明的其他优点和新颖特征将根据以下对本发明的各个非限制性实施方案的详细描述中变得显而易见。在其中本说明书和通过引用并入的文献包含冲突和/或不一致的公开内容的情况下,应以本说明书为准。如果通过引用并入的两个或多个文献包含相互冲突和/或不一致的公开内容,则以具有较晚有效日期的文献为准。

附图说明

将参考附图以示例的方式描述本发明的非限制性实施方案,这些附图是示意性的并且不意图按比例绘制。在图中,所示出的每个相同或几乎相同的组件典型地由单个数字表示。为清楚起见,并非每一个组件都在每幅图中标明,也没有显示本发明的每个实施方案的每一个组件,条件是其中不一定必需示出以使本领域普通技术人员理解本发明。在图中:

图1示出了根据一些实施方案的一种包括沉积室和反应容积的系统;

图2示出了根据一些实施方案的一种包括两个源的系统;

图3示出了根据一些实施方案的一种包括灯丝的系统;

图4示出了根据一些实施方案的在反应容积内发生的反应;

图5示出了根据一些实施方案的一种沉积过程,其中初始在气体中形成的聚合物沉积到基材的表面上并且由此涂覆基材;

图6示出了根据一些实施方案的由多个壁和底座围成的反应容积;

图7示出了根据一些实施方案的包括灯丝的一部分的反应容积;

图8示出了根据一些实施方案的位于基材周围的冷却元件;

图9示出了根据一些实施方案的冷却元件,该冷却元件具有比基材中的凹陷的上表面更高的高度;和

图10示出了根据一些实施方案的包括端口的反应容积。

具体实施方式

总体上提供了具有一个或多个有利于在基材上沉积氟化聚合物涂层的特征的系统,以及采用这样的系统来沉积这样的涂层的方法。本文所描述的一些组件具有当在缺少其他组件(本文也对其进行了描述)的情况下被提供时是有利的特征,并且本文所描述的两个或更多个组件的一些组合以对作为整体的系统提供协同益处的方式相互作用。

本文所述的系统通常包含多个组件,这些组件共同使得可以将氟化聚合物涂层沉积在基材上。这些组件典型地包括沉积室,该沉积室包括在其中形成氟化聚合物的反应容积。图1示出了一种具有这些组件的系统的顶视图的一个非限制性实施方案。在图1中,系统100包括沉积室200,该沉积室200包括反应容积300。

一种系统还可以包括一个或多个源,当与反应容积流体连通时,该一个或多个源可以被配置为将一种或多种物质引入到反应容积中和/或从反应容积中去除一种或多种物质。图2示出了一种包括两个这样的源(即第一源402和第二源502)的系统。第一源和第二源中的每一个都可以独立地被配置为将一种或多种物质引入到反应容积中和/或从反应容积中去除一种或多种物质。例如,在一些实施方案中,第一源和/或第二源被配置为将试剂和/或试剂的组合供应到反应容积。一种或多种试剂可以在一种或多种非反应性物质(例如载气,如惰性载气)的存在下供应,或者可以作为纯的一种或多种组分供应。当供应两种或更多种试剂时,它们可以全部一起供应(例如,在单个预混合流中),它们可以全部单独供应(例如,在单独的流中),或者可以存在至少一种这样的试剂:与至少一种其他试剂一起供应并且与至少一种其他试剂分开供应的至少一种试剂。

作为另一个示例,在一些实施方案中,第一源和/或第二源被配置为允许和/或促进不期望包含在反应容积中的一种或多种物质的去除。这样的物质的去除可以通过一起去除反应容积中的所有气态物质来完成(例如,源可以是真空源)。一种系统还可以配置为使得一种或多种物质从反应容积中选择性地去除。例如,固体吸附剂可以被配置为去除一种或多种吸附在其上的物质(例如水),但不去除一种或多种没有吸附在其上的物质。

一种系统还可以包括促进被引入到反应容积中的任何试剂的反应的其他组分。作为一个示例,在一些实施方案中,一种系统还包括灯丝。一种系统还可以另外地或备选地包括等离子体源(例如射频等离子体源)和/或灯(例如紫外灯)。当存在时,灯丝(和/或等离子体源和/或灯)可以被配置为和/或能够向反应容积提供能量,例如热量。这种能量可以引发反应容积中的反应,例如引起氟化聚合物涂层沉积在基材上的反应。由灯丝(和/或由另一能源)提供的能量如热量也可以催化反应容积中的反应。作为一个具体示例,在一些实施方案中,灯丝可以包括:可以加热单体、单体的前体和/或引发剂的导线。热量可以引起单体发生聚合反应,可以引起单体的前体发生分解(例如,分解成单体),和/或可以引起引发剂发生分解(例如,由此激活它)。加热可以通过多种合适的方式来完成,这包括电阻方式加热。例如,灯丝可以连接至直流电压源和电接地。

在一些实施方案中,一种系统包括采取导线形式的灯丝。可能会在导线上建立电位差,从而引起电流从一端流到另一端,并且由于电阻损耗引起灯丝发热。换言之,可以将电压施加至导线以升高其温度和/或可以将导线配置为在向其施加电压时温度升高。图3示出了一种包括采取导线形式的灯丝(标记为元件604)的系统的一个非限制性实施方案。尽管图3中未显示,但是系统可以包括两个或更多个灯丝。这样的灯丝(如果采取导线的形式)可以包括彼此平行的导线和/或可以包括彼此不平行的导线。类似地,这样的灯丝可以包括相对于反应容积的底座位于相同高度处的导线和/或可以包括相对于反应容积的底座位于不同高度处的导线。

如在图3中也未显示的,包括灯丝的系统还可以包括一个或多个源(例如,如图2中所示的源)。配置为将气体(例如,单体、单体的前体、引发剂、载气)引入到反应容积中的一个或多个源可以被配置为引入气体,以使得它们以相对于灯丝的各种角度进入反应容积和/或流过反应容积。举例来说,如果灯丝采取导线形式,则一个或多个源可以被配置为引入气体,使得它们沿平行于导线的方向、垂直于导线的方向或它们之间的任何角度进入反应容积和/或流过反应容积。在包括两个或更多个源的系统中,不同的源可以被配置为将气体引入到反应容积中,使得它们沿相同的方向和/或不同的方向进入反应容积和/或流过反应容积。类似地,在包括两个或更多个源的系统中,不同的源可以被配置为将气体引入到反应容积中,使得它们在相同位置和/或不同位置进入反应容积和/或流过反应容积。例如,如果一种系统包括两个或更多个源以及两个或更多个采取导线形式的灯丝,则不同的源可以被配置为将不同的气体引向不同的导线。

应当注意的是,如下文进一步详细描述的,一些源可以通过端口或另一系统组件与反应容积分离。在这样的情况下,源本身可以被配置为以相关方式引入气体,端口或其他系统组件可以被配置为以相关方式引入气体,和/或源和端口或其他系统组件可以一起被配置为以相关方式引入气体。在一些实施方案中,源可以通过系统组件与反应容积分离,该系统组件被配置为将由源提供的气体分流成两个或更多个流并将这些流中的至少一些在不同位置处引入到反应容积中和/或使得它们彼此沿不同的方向流动。

系统还可以提供其他组件和/或类似于图1-3中所示的组件,但在一种或多种方式上有所不同。下面提供了关于这样的系统组件的更多细节。

如本文别处所述的,本文所述的系统可适用于将氟化聚合物涂层沉积在基材上。氟化聚合物涂层可以在反应容积中由引入到其内的氟化单体(例如,由源、由引入到其内的前体的单体的化学反应)形成。一旦在反应容积内,单体可经历聚合反应以形成氟化聚合物。图4示出了在反应容积内发生的反应的一个示例。在图4中,两种聚合物706和756由单体806在反应容积306中形成。聚合可以在反应容积内的各个合适位置处发生。在一些实施方案中,如在图4所示的实施方案中,聚合在被气体(例如,包括气态单体和/或一种或多种载气)包围的环境中发生。聚合也可以在表面上(例如,在围成反应容积的底座和/或壁上,在被涂覆的基材上)发生。

聚合物(如果在被气体包围时形成)一旦它们获得足以形成粒子的分子量,就可以最终沉积在表面(例如,被涂覆的基材的表面)上。图5示出了沉积过程的一个示例,其中最初在气体中(例如,在所有侧面被气体包围)形成的聚合物沉积到基材的表面上并由此涂覆该基材。在图5中,聚合物708已从图4中所示的聚合物706增长,使得其分子量增加了两个单体。这引起聚合物708形成从反应容积308中的气态环境沉积到基底908上的粒子。聚合物758的分子量没有增加,并且因此它保持为气态并且不沉积到基材908上。

还应该理解的是,在一些实施方案中,分子量增加的聚合物可以使在沉积到表面上之前在反应容积的气态内部保持悬浮一段时间的粒子成核。粒子可以用作用于其他聚合物链的成核位点和/或其他增长的聚合物链可以与粒子附聚。一旦所得的粒子具有足以不再在气态环境中悬浮的尺寸,它就可以沉积到表面(例如,被涂覆的基材的表面)上。以这种方式发生的沉积可导致形成具有包含附聚粒子的形态的涂层。

与上述系统一样,用于在基材上沉积聚合物涂层的方法可以包括一个或多个其他步骤和/或以一种或多种方式不同于上述方法。现在已提供了可用于形成氟化聚合物涂层的一种示例性系统和可形成这样的涂层的一种示例性方法的概述,关于可用于这样的示例性系统的组件以及这样的示例性系统可以用来实施的方法的进一步细节在下面更详细地描述。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,一种系统包括反应容积。反应容积可以由多个壁和底部围成。图6示出了具有这种特性的反应容积的横截面的一个非限制性实施方案。在图6中,反应容积310由壁1010、1040和1070以及底座1110围成。壁和底座可以是反应容积位于其中的沉积室的壁和底座。换言之,沉积室可以围住反应容积并且沉积室的内部可以与反应容积的内部相同。也可以将围成反应容积的壁和底座设置在沉积室内部。换言之,沉积室可以围住壁和底座,并且这些壁和底座可以围成反应容积。在这样的实施方案中,沉积室可以进一步围住系统的其他组件,如未位于反应容积中的一个或多个灯丝的部分、未位于反应容积中的冷却系统的一个或多个组件的部分、电机、电气组件和/或不适合包含在反应容积中的和/或可能有利地从反应容积中排除的其他系统元件。

在一些实施方案中,围成反应容积的壁和/或底座中的一个或多个可以能够进行一种或多种类型的运动。例如,在一些实施方案中,一个、一些或所有的壁可以是可移动的。作为另一个示例,底座可以是可移动的。壁或底座也可以包括一个或多个是可移动的部分以及一个或多个是不可移动的部分。移动壁和/或底座中的一个或多个(和/或其一个或多个部分)可以改变反应容积的尺寸。举例来说,将壁和/或底座(和/或其一个或多个部分)朝向反应容积的中心移动可以使反应容积更小。类似地,将壁和/或底座(和/或其一个或多个部分)从反应容积的中心移开,这可以使反应容积更大。当壁和/或底座包括两个或更多个是可移动的部分时,这些部分可以彼此分开地是可移动的和/或可以一起是可移动的。这些部分可以彼此直接相邻或者可以由不可移动部分彼此分开。可移动部分可以彼此邻接,或者一个部分可以设置在另一个部分周围(例如,在所有侧面上包围另一个部分,在大部分但不是所有边缘周围包围另一个部分)。

当期望使用系统来将涂层沉积到具有各种尺寸的基材上时,调整反应容积的尺寸的能力可以是有利的。例如,可能期望使用相对较小的反应容积来将涂层沉积到相对较小的基材上,因为这可以最小化形成涂层所需的试剂的量和/或可以促进在基材(例如,而不是基材和/或壁)上形成相对较大百分比的沉积涂层。作为另一个示例,可能需要使用较大的反应容积来涂覆较大的基材,因为期望反应容积具有足以围住基材的尺寸。作为第三个示例,在一些实施方案中,当反应容积被用于不同类型的过程时,可能期望改变反应容积的尺寸。例如,当系统被用于执行较小的测试运行时,可能期望反应容积是较小的。随后,在生产运行期间,可能期望在单次运行期间涂覆较大的基材和/或更多的基材,从而期望较大的反应容积。对这两个过程采用相同的反应容积可能有利于在两个过程期间保持相似的反应条件。

还可能的是,其他优点可以产生于调整反应容积尺寸的能力。例如,在一些实施方案中,调整反应容积可引起其内发生的一个或多个反应的一个或多个特征改变,并且因此调整反应容积的尺寸的能力可以允许操作者调整这样的一个或多个反应的一个或多个特征和/或由这样的一个或多个反应所形成的氟化聚合物涂层的一个或多个特征(例如,其形态、分子量、均匀性和/或保形性)。作为一个示例,通过向上移动底座来调整反应容积可以使底座更靠近位于反应容积内的一个或多个灯丝的一个或多个部分,这可影响由通过一个或多个灯丝提供的热量催化的任何一个或多个反应。因此,以相对容易、快速和/或经济的方式调整反应容积尺寸的能力可以有利地允许操作者以这样的方式调整反应条件。

在一些实施方案中,底座和/或底座的一部分可以是可旋转的。底座还可以包括一个或多个是可旋转的部分和一个或多个是不可旋转的部分。当底座包括两个或更多个是可旋转的部分时,这些部分可以彼此分开地(例如,在不同的时间点)是可旋转的和/或可以一起(例如,同时)是可旋转的。这些部分可以彼此直接相邻或者可以由不可旋转的部分彼此分开。这些部分可以彼此邻接,或者一个部分可以设置在另一个部分周围(例如,在所有侧面上包围另一个部分,在大部分但不是所有边缘周围包围另一个部分)。

当底座和/或底座的一部分是可旋转的时,通常可以根据需要选择旋转的轴线。在一些实施方案中,旋转的轴线垂直于底座和/或底座的可旋转部分。旋转的轴线可以穿过底座和/或其可旋转部分的中心,或者可以偏离中心。

不希望受任何特定理论的束缚,据信旋转底座(和/或其一部分)可有利地促进在位于底座上的基材上沉积均匀涂层和/或在位于底座上的多个基材上沉积均匀涂层。随着底座(和/或其部分)旋转,它可以围绕旋转轴线以弧形移动放置在其上的任何一个或多个基材,这可以将一个或多个基材相继地暴露于反应容积的不同部分。如果反应容积的一些部分彼此不同,使得在其内形成的氟化聚合物不同,则这样的旋转可显著减少和/或防止在该基材和/或这些基材上变化的涂层的沉积。举例来说,当基材通过底座的旋转而移动通过反应容积时,它(及其部分)可以相继地暴露于反应容积的这些不同部分,并且可以在反应容积的这些不同部分中积聚包含氟化聚合物的涂层。在基材的各个部分中得到的涂层可以是在反应容积中的不同位置处形成的涂层的“平均值”,并且因此即使形成涂层的反应在整个反应容积中是变化的,涂层作为一个整体也可以是均匀的。

可旋转底座可以能够进行多种不同类型的旋转。在一些实施方案中,可旋转底座仅能够沿一个方向(例如,顺时针、逆时针)旋转。还可以将可旋转底座配置为仅沿一个方向旋转。例如,系统可以包括指示底座仅沿一个方向旋转的软件。在一些实施方案中,底座可以能够和/或被配置为连续旋转(例如,持续设定的时间段,无限期地)和/或无需操作者干预。作为一个示例,可以为底座提供软件,该软件可以自主地旋转底座而无需操作者主动参与。

可旋转底座可以能够以各种合适的速率旋转。在一些实施方案中,选择旋转速率,使得在反应容积中执行的沉积过程的期间,可旋转底座恰好经历一整圈旋转或经历整圈旋转的整数倍。在一些实施方案中,旋转速率为大于或等于0.1rpm、大于或等于0.2rpm、大于或等于0.5rpm、大于或等于0.75rpm、大于或等于1rpm、大于或等于2rpm、大于或等于5rpm、或大于或等于7.5rpm。在一些实施方案中,旋转速率为小于或等于10rpm、小于或等于7.5rpm、小于或等于5rpm、小于或等于2rpm、小于或等于1rpm、小于或等于0.75rpm、小于或等于0.5rpm或小于或等于0.2rpm。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.1rpm并且小于或等于10rpm)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,一种系统被配置为使得反应容积的壁和/或底部中的一个或多个能够被移除和/或更换。一个或多个壁和/或底座还可以包括一个或多个能够被移除和/或更换的部分,并且包括一个或多个不能被移除和/或替换的部分。作为一个示例,在一些实施方案中,一种系统被配置为使得底座和/或底座的一部分是可移除的。这对于其中将不同类型的底座用于不同类型的过程是有利的实施方案来说可能是期望的。例如,在一些实施方案中,可能期望能够在旋转底座和非旋转底座之间可逆地切换。当底座和/或壁是可移除的时,它们可以被配置为相对快速地移除和/或更换。例如,在一些实施方案中,在几秒和/或几分钟的时间段内,一个壁可以用另一个更换和/或一个底座可以用另一个更换。

在一些实施方案中,一种系统包括底座(例如,可旋转底座、不可旋转底座)和/或一个或多个能够被加热、冷却和/或保持在特定范围内的温度的壁。例如,围成反应容积的底座和/或一个或多个壁可以能够被加热、冷却和/或保持在特定范围内的温度。作为另一个示例,沉积室(例如,围住围成反应容积的底座以及一个或多个壁的沉积室)的底座和/或一个或多个壁可以能够被加热、冷却和/或保持在特定范围内的温度。在一些实施方案中,底座和/或一个或多个壁可以与冷却系统和/或加热系统热连通。例如,可以通过使经冷却和/或加热的流体横穿底座和/或一个或多个壁的表面(例如,与其上设置了基材的表面相对的表面)流动和/或流过底座和/或一个或多个壁的内部来冷却和/或加热底座和/或一个或多个壁。用于此目的的合适流体的一个示例是水。在一些实施方案中,底座和/或一个或多个壁可以进行电冷却和/或电加热。例如,底座和/或一个或多个壁可以进行电阻方式加热。作为另一个示例,可以向底座和/或一个或多个壁提供热量和/或通过使用珀尔帖(Peltier)冷却系统从底座和/或一个或多个壁去除热量。

还应注意的是,底座和/或一个或多个壁可以直接进行加热和/或冷却,和/或可以间接进行加热和/或冷却。直接加热和/或冷却可以包括通过在前一段中描述的方法中的一种或多种直接加热和/或冷却底座和/或壁。间接加热和/或冷却可以包括通过前一段中描述的方法中的一种或多种直接加热和/或冷却除底座或壁之外的制品,并使底座和/或壁与经直接加热和/或冷却的制品接触。

应当注意的是,冷却元件也可以设置在底座上,这是一个在本文别处进一步描述的实施方案。换言之,在一些实施方案中,底座本身被加热和/或冷却并且没有提供另外的冷却元件,在一些实施方案中,底座本身既不被加热也不被冷却并且冷却元件被设置在底座上以冷却位于其上的基材,在一些实施方案中,底座本身被加热和/或冷却并且另外的冷却元件被设置在底座上以冷却位于其上的基材,并且在一些实施方案中,底座既不被加热也不被冷却并且没有提供冷却元件。

在一些实施方案中,壁和底座围成反应容积,使得反应容积不与反应容积外部的环境流体连通。反应容积可以以这种方式在某些时间点被隔离,但在其他时间点不被隔离。例如,当与真空源流体连通时和/或在反应容积中进行的反应(例如,聚合反应)期间,反应容积可以以这种方式被隔离。反应容积的隔离可以通过采用是气密的并且通过气密性连接接合的多个壁和底座来实现。在一些实施方案中,通过将气体以使得其远离任何开口和/或潜在的气体泄漏源的方式引入反应容积中,来实现反应容积的隔离(和/或减少从反应容积出来的气体传输)。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,灯丝和/或多个灯丝穿过反应容积。一个或多个灯丝可以完全被包含在反应容积内和/或可以包括在反应容积外的一些部分。类似地,一个或多个灯丝可以完全被包含在沉积室内和/或可以包括在沉积室外的一些部分。

在一些实施方案中,灯丝和/或多个灯丝被设置成使得一个或多个灯丝可以容易地从一个位置移动到另一个位置。作为一个示例,在一些实施方案中,一种系统可以被配置成使得灯丝可以设置在反应容积内的两个或更多个离散位置处和/或可以在反应容积内的两个或更多个离散位置之间以相对容易的方式移动。例如,在一些实施方案中,在反应容积内可以有两个或更多个稳定位置(灯丝可以设置在这些置处),以及在该两个或更多个稳定位置之间的一个或多个不稳定位置。灯丝可能无法稳定地设置在一个或多个不稳定位置处。例如,参考图7,灯丝612可以能够稳定地设置在稳定位置1212和1262处,但不能稳定地设置在介于两个稳定位置1212和1262之间的不稳定位置1312处。图7示出了反应容积312的横截面图。

稳定地设置在一个位置处的灯丝可以被设置成使得在没有由操作者对灯丝施加力的情况下,它可以无限期地保持在那个位置。在一些实施方案中,灯丝被稳定地设置在一个位置,使得在经历将其从该位置移除的小扰动之后,它返回到该位置而无需由操作者施加任何额外的力。也可以将灯丝稳定地设置在这样的位置,使得即使在施加由操作者施加的具有小值的力下它也保持在那里。

不稳定地设置在一个位置处的灯丝可以被设置成使得在没有由操作者对灯丝施加力的情况下,它从那个位置移动到另一个位置(例如,移动到它被稳定设置的位置)。在一些实施方案中,灯丝不稳定地设置在这样的位置,使得在经历将其从该位置移动的小扰动之后,它移动到另一个位置(例如,移动到其被稳定设置的位置)和/或不回到之前被不稳定设置的位置。灯丝也可以不稳定地设置在这样的位置,使得即使在施加由操作者施加的力下,它也不会保持在那里。

不希望受任何特定理论的束缚,据信将灯丝的稳定位置限制在一个或多个限定和/或预定位置可以是有利的。例如,据信这种特性可以允许操作者以相对可预测和/或可再现的方式采用系统。作为一个示例,操作者可以最初定位灯丝,使得它们位于一个或多个稳定位置中的一个或多个处。然后,操作者可以使用该系统来沉积氟化聚合物,同时将一个或多个灯丝定位在相同的一个或多个稳定位置。位置的稳定性可以允许操作者对灯丝的位置具有良好的控制,因为操作者可以能够相信一个或多个灯丝在初始放置后不会移动。此外,在一些实施方案中,一个或多个灯丝可以在系统使用之间保持在它们的一个或多个稳定位置。这可以帮助操作者采用该系统,使得它在多次相继运行期间具有相同的、未改变的配置。作为第三个示例,在一些实施方案中,操作者可以对于不同的过程使用一致但不同的一个或多个稳定位置。例如,操作者可以采用一个稳定位置用于一种类型的待涂覆的基材,而另一个不同的稳定位置用于涂覆第二种不同类型的基材。操作者(和/或随系统提供的软件)可以记录所采用的不同稳定位置,并且可以在基材已经加载之后为基材选择恰当且可再现的稳定位置。

在一些实施方案中,一种系统包括支架系统(racking system),该支架系统帮助定义用于至少部分位于反应容积内的一个或多个灯丝的稳定和不稳定位置。支架系统可以被配置成使得其可以具有某些稳定配置和某些不稳定配置(例如,定位在稳定配置之间)。作为一个示例,在一些实施方案中,支架系统可以包括齿轮、棘轮和棘爪组合、固定灯丝支撑件(例如,槽缝、夹具等)和/或一起可以引起这个结果的另一组件和/或组件的组合。在一些实施方案中,支架系统被配置成使得用于灯丝的稳定位置以均匀的距离分开。换言之,一个或多个灯丝可以能够定位在多个稳定位置处,并且每个稳定位置与其最近相邻位置之间的距离可以是相对均匀的。

当存在时,用于一个或多个灯丝的稳定位置可以以各种合适的平均距离分开。在一些实施方案中,稳定位置以大于或等于0.1mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.5mm、大于或等于0.75mm、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于5mm、大于或等于7.5mm、大于或等于10mm、大于或等于20mm、大于或等于50mm或大于或等于75mm的平均距离分开。在一些实施方案中,稳定位置以小于或等于100mm、小于或等于75mm、小于或等于50mm、小于或等于20mm、小于或等于10mm、小于或等于7.5mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于0.75mm、小于或等于0.5mm或小于或等于0.2mm的平均距离分开。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.1mm并且小于或等于100mm或大于或等于2mm并且小于或等于10mm)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,灯丝和/或多根灯丝可以在至少部分地定位在反应容积中之前准备以供使用。在实际使用之前准备灯丝以供使用可以减少系统停机时间,否则系统停机时间会在准备灯丝时发生。其中可以准备一个灯丝和/或多个灯丝以供使用的方式的一个示例是,如果这样的一个或多个灯丝采取一种或多种导线的形式,则它们可以在被引入到反应容积中之前预先悬挂在灯丝支撑件(例如,如本文别处所述的支架系统)上。然后可以将预悬挂的灯丝支撑件以一个片件的形式引入反应容积中,而不是分开进行引入和悬挂每个灯丝。此外,当操作者希望从系统中移除灯丝(例如,以用其他灯丝更换)时,操作者可以通过移除灯丝支架而不是单独移除每个灯丝来做到这一点。这可以进一步减少设备停机时间。

当一种系统包括采取导线形式的多个灯丝时,导线可以以距它们最近相邻导线的有利距离定位。在一些实施方案中,每个导线与其最近相邻导线之间的平均距离可以为大于或等于0.1英寸、大于或等于0.25英寸、大于或等于0.5英寸、大于或等于0.75英寸、大于或等于1英寸、大于或等于1.25英寸、大于或等于1.5英寸、大于或等于1.75英寸、大于或等于2英寸或大于或等于2.25英寸。在一些实施方案中,每个导线与其最近相邻导线之间的平均距离可以为小于或等于2.5英寸、小于或等于2.25英寸、小于或等于2英寸、小于或等于1.75英寸、小于或等于1.5英寸、小于或等于1.25英寸、小于或等于1英寸、小于或等于0.75英寸、小于或等于0.5英寸或小于或等于0.25英寸。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.1英寸并且小于或等于2.5英寸)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,多个导线中的每个灯丝可以以距其最近相邻灯丝基本相同的距离定位(例如,每个导线与其最近相邻导线之间的距离的标准偏差可以为每个导线与其最近相邻导线之间的平均距离的10%以下、5%以下、2%以下或1%以下)。在一些实施方案中,多个导线中的不同导线可以以距其最近相邻灯丝基本上不同的距离定位。

当一种系统包括至少部分地在反应容积中的采取金属形式的多个灯丝时,导线可以以距(与多个壁一起)围成反应容积的底座的有利距离定位。导线与底座之间的平均距离可以为大于或等于0.1英寸、大于或等于0.2英寸、大于或等于0.25英寸、大于或等于0.3英寸、大于或等于0.4英寸、大于或等于0.5英寸、大于或等于0.75英寸、大于或等于1英寸、大于或等于1.5英寸、大于或等于2英寸、大于或等于3英寸、大于或等于4英寸、大于或等于5英寸、大于或等于7.5英寸、大于或等于10英寸、大于或等于12.5英寸、大于或等于15英寸、大于或等于17.5英寸或大于或等于20英寸。导线与底座之间的平均距离可以为小于或等于24英寸、小于或等于20英寸、小于或等于17.5英寸、小于或等于15英寸、小于或等于12.5英寸、小于或等于10英寸、小于或等于7.5英寸、小于或等于5英寸、小于或等于4英寸、小于或等于3英寸、小于或等于2英寸、小于或等于1.5英寸、小于或等于1英寸、小于或等于0.75英寸、小于或等于0.5英寸、小于或等于0.4英寸、小于或等于0.3英寸、小于或等于0.25英寸或小于或等于0.2英寸。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.1英寸并且小于或等于24英寸或大于或等于0.25英寸并且小于或等于5英寸)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,多个导线中的每个灯丝可以以距底座基本上相同的距离定位(例如,每个导线与底座之间的距离的标准偏差可以为小于或等于每个导线与底座之间的平均距离的10%、或者为小于或等于该平均距离的5%、小于或等于该平均距离的2%或小于或等于该平均距离的1%)。在一些实施方案中,多个导线中的不同导线可以以距底座基本上不同的距离定位。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,系统被配置为使得在导线(和/或多个导线)与底座之间的距离可以改变。该改变可以包括将距离从上述范围内的值中的一个调整到上述范围的一个或多个中的第二个不同值。这种变化可以相对快速地发生。作为一个示例,在一些实施方案中,系统可以被配置为使得导线(和/或多个导线)与底座之间的距离可以在几秒或几分钟的时间段内改变。

在一些实施方案中,可以对灯丝执行一个或多个过程。作为一个示例,在一些实施方案中,并且如本文别处所述的,灯丝上(例如,在采取导线形式的灯丝上)施加电压以引起其电阻方式加热。在一些实施方案中,灯丝上施加电压可以引起灯丝被加热到期望的温度。例如,灯丝上施加电压可能可以引起灯丝被加热到大于或等于150℃、大于或等于200℃、大于或等于250℃、大于或等于300℃、大于或等于350℃、大于或等于400℃、大于或等于450℃、大于或等于500℃、大于或等于550℃、大于或等于600℃、大于或等于650℃、大于或等于700℃、大于或等于750℃、大于或等于800℃、大于或等于850℃、大于或等于900℃、大于或等于950℃、大于或等于1000℃、大于或等于1100℃、大于或等于1200℃、大于或等于1300℃或大于或等于1400℃的温度。在一些实施方案中,灯丝上施加电压可能可以引起灯丝被加热到小于或等于1500℃、小于或等于1400℃、小于或等于1300℃、小于或等于1200℃、小于或等于1100℃、小于或等于1000℃、小于或等于950℃、小于或等于900℃、小于或等于850℃、小于或等于800℃、小于或等于750℃、小于或等于700℃、小于或等于650℃、小于或等于600℃、小于或等于550℃、小于或等于500℃、小于或等于450℃、小于或等于400℃、小于或等于350℃、小于或等于300℃、小于或等于250℃或小于或等于200℃的温度。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于150℃并且小于或等于1500℃或大于或等于150℃并且小于或等于1000℃)。其他范围也是可能的。灯丝的温度可以通过使用热电偶来测定。

还可以将灯丝上施加的电压和/或灯丝的温度保持在特定范围内。这个范围可以是增强一种或多种期望反应的速率和/或降低一种或多种不期望反应的速率的范围。例如,在聚合反应的情况下,温度范围可以是这样的范围,其促进所需单体以明显速率聚合、促进一种或多种前体以可观的速率分解而形成一种或多种引发剂和/或促进一种或多种前体以可观的速率分解而形成所需的一种或多种单体,但不会在显著程度上促进不希望的副反应。在一些实施方案中,灯丝的温度范围可以通过自动化过程保持在特定范围内。自动化过程可以包括感测灯丝的温度(和/或感测灯丝和/或反应容积的特性,该特性作为灯丝温度的替代指标(proxy))。如果灯丝的温度(和/或其替代指标)超过或低于某个范围,则它还可以包括调整对灯丝的一个或多个输入(和/或反应容积的一个或多个特性)。如果灯丝的温度(和/或其替代指标)落入该范围内,则可以保持对灯丝的一个或多个输入(和/或反应容积的特性)。

作为一个具体示例,在一些实施方案中,通过感测和调整通过电阻方式加热灯丝的电流,而将灯丝的温度保持在一定范围内。由灯丝耗散的能量可以与通过灯丝的电流和在灯丝上施加的电压具有已知的关系。例如,由灯丝耗散的能量可以通过求解以下等式来计算:能量=(电流)*(电压)。灯丝的温度可以通过求解以下等式来确定:灯丝的电阻率=(参考温度下的电阻率)+(电阻率随温度的已知变化)*(参考温度和灯丝温度之间的差)。

更具体地,在一些实施方案中,通过使电流通过灯丝、感测灯丝的电阻以及如果其测量的电阻比设定值大一定百分比则调整灯丝上施加的电压,来将灯丝的温度保持在特定温度范围内。灯丝的电阻可以直接感测,或者也可以间接感测(例如,通过感测电阻的替代指标,然后根据该替代指标来确定电阻)。一种间接感测灯丝电阻的方法的一个示例包括感测通过灯丝的电流,然后应用欧姆定律(Ohm’s law)来确定灯丝的电阻。通过灯丝的电流可以通过例如使用电流表来确定。可以调整电压以使电流回到指示灯丝处于特定温度范围内的范围内。例如,如果感测到流过灯丝的电流水平低,则可以升高电压,或者如果感测到流过灯丝的电流水平高,则可以降低电压。

可以通过比例-积分-微分控制器进行对一个或多个灯丝特性的调整。比例-积分微分控制器可以将被感测的和/或其值可以触发对所施加电压的调整的任何合适特性作为输入。例如,如果感测通过灯丝的电流和/或基于通过灯丝的电流来调整所施加的电压,则比例-积分-微分控制器可以基于所感测的电流调整电压。作为另一个示例,如果感测灯丝的电阻和/或基于灯丝的电阻来调整所施加的电压,则比例-积分-微分控制器可以基于灯丝的电阻(并且因此基于对灯丝所施加的电压和通过灯丝的电流(如果采用欧姆定律来计算此电阻))来调整电压。作为第三个示例,如果感测由灯丝所消耗的功率和/或基于由灯丝所消耗的功率来调整所施加的电压,则比例-积分-微分控制器可以基于灯丝所消耗的功率(并且因此基于对灯丝所施加的电压和通过灯丝的电流(如果采用上文提供的用于能量耗散的公式来计算此电阻))来调整电压。

当灯丝的电阻与设定值相差大于或等于设定值的0.1%、大于或等于设定值的0.2%、大于或等于设定值的0.5%、大于或等于设定值的0.75%、大于或等于设定值的1%、大于或等于设定值的1.5%、大于或等于设定值的2%、大于或等于设定值的2.5%、大于或等于设定值的3%或大于或等于设定值的4%时,可以对所灯丝上所施加的电压进行调整。当灯丝的电阻与设定值相差小于或等于设定值的5%、小于或等于设定值的4%、小于或等于设定值的3%、小于或等于设定值的2.5%、小于或等于设定值的2%、小于或等于设定值的1.5%、小于或等于设定值的1%、小于或等于设定值的0.75%、小于或等于设定值的0.5%或小于或等于设定值的0.2%时,可以进行对所灯丝上所施加的电压的调整。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于设定值的0.1%并且小于或等于设定值的5%,或者大于或等于设定值的0.1%并且小于或等于设定值的1.5%)。其他范围也是可能的。

应当理解,在前段落中的范围可以独立地是指超过设定值的值或低于设定值的值。作为一个示例,对于上述在大于或等于设定值的1%的变化时对灯丝上所施加的电压的调整的提及可以独立地是指当灯丝的电阻大于或等于设定值的101%时对灯丝上所施加的电压的调整以及当灯丝的电阻小于或等于设定值的99%时对灯丝上所施加的电压的调整。对于灯丝上所施加的电压的调整可以在电阻与具有相同绝对值的设定值的正负偏差时触发(例如,灯丝上所施加的电压的调整可以在灯丝的电阻超过设定值大于或等于设定值的1%或者从设定值减少大于或等于设定值的1%时触发),或者可以在电阻与具有不同值的设定值的正负偏差时触发(例如,灯丝上所施加的电压的调整可以在灯丝的电阻超过设定值大于或等于设定值的0.5%或者从设定值减少大于或等于设定值的1%时触发)。

一种系统还可以包括关闭灯丝加热和/或灯丝上的电压施加的安全特征。安全特征的一个示例是当反应容积打开时防止灯丝加热和/或灯丝上的电压施加的特征,从而有利地防止操作者免于接触带电的灯丝。安全特征也可以是防止灯丝加热失控和/或防止断裂和/或显著弱化的灯丝的电压施加失控的特征。例如,在一些实施方案中,可以如在前面的段落中所述的执行用于感测灯丝的温度(和/或感测作为灯丝温度的替代指标的灯丝和/或反应容积的特性)的自动化过程。如果灯丝的温度和/或灯丝温度的替代指标在特定范围(例如,一个大于可以执行对灯丝的输入和/或反应的特性的调整的范围的范围)之外,则可以提供警示和/或可以关闭灯丝(例如,通过移除其上施加的电压)。如果对灯丝的一个或多个输入(和/或反应容积的特性)的一组特定调整在适当的时间段之后没有导致灯丝温度和/或灯丝温度的替代指标以指示灯丝温度返回到所需范围的方式发生变化,则也可以提供警示和/或将灯丝关闭。

作为另一个示例,在一些实施方案中,可以如在前面段落中所述的执行用于感测灯丝的电阻(和/或感测作为灯丝电阻的替代物的灯丝和/或反应容积的特性)的自动化过程。如果灯丝的电阻和/或灯丝电阻的替代指标在特定范围(例如,一个大于可以执行对灯丝的输入和/或反应的特性的调整的范围)之外,则可以提供警示和/或可以关闭灯丝(例如,通过移除其上施加的电压)。如果对灯丝的一个或多个输入(和/或反应容积的特性)的一组特定调整在适当的时间段之后没有导致灯丝电阻和/或灯丝电阻的替代指标以指示灯丝电阻返回到所需范围的方式发生变化,则也可以提供警示和/或将灯丝关闭。

在一些实施方案中,通过灯丝的电流可以是灯丝的温度和/或电阻的替代指标。如上所述的,通过灯丝的电流也可用于确定灯丝的温度。此外,并且不希望受任何特定理论的束缚,据信在施加已知电压时通过灯丝的电流可以指示灯丝的电阻。例如,通过应用欧姆定律,可以发现灯丝的电阻等于所施加的电压与通过此灯丝的电流的比率。因此,灯丝电阻的大的变化、灯丝电阻的快速变化和/或不响应于灯丝上所施加的电压的变化的灯丝电阻的变化可以指示已经历了物理和/或化学过程而引起其具有不同的电阻率的灯丝。如果灯丝的电阻率变得非常高,则灯丝可能会不期望地将大量热量消散到反应容积、熔化和/或发生灾难性故障(后者可能会作为表现出无限电阻的灯丝被感测)。由于这些原因,警示操作者灯丝可能已经经历这样的过程和/或关闭灯丝的系统的存在可以促进所述系统的安全操作。

当灯丝的电阻与设定值相差大于或等于设定值的0.1%、大于或等于设定值的0.2%、大于或等于设定值的0.5%、大于或等于设定值的0.75%、大于或等于设定值的1%、大于或等于设定值的1.5%、大于或等于设定值的2%、大于或等于设定值的2.5%、大于或等于设定值的3%或大于或等于设定值的4%时,可以提供警示和/或可以关闭灯丝。当灯丝的电阻与设定值相差小于或等于设定值的5%、小于或等于设定值的4%、小于或等于设定值的3%、小于或等于设定值的2.5%、小于或等于设定值的2%、小于或等于设定值的1.5%、小于或等于设定值的1%、小于或等于设定值的0.75%、小于或等于设定值的0.5%或者小于或等于设定值的0.2%时,可以提供警示和/或可以关闭灯丝。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于设定值的0.1%并且小于或等于设定值的5%,或者大于或等于设定值的0.1%并且小于或等于设定值的1.5%)。其他范围也是可能的。

应当理解,前面段落中的范围可以独立地是指超过设定值的值或低于设定值的值。作为一个示例,以上对在大于或等于设定值的1%的变化时发出警示的提及可以独立地是指当灯丝的电阻大于或等于设定值的101%时发出警示以及当灯丝的电阻小于或等于设定值的99%时发出警示。警示可以在电阻与具有相同绝对值的设定值的正负偏差时触发(例如,警示可以在灯丝的电阻超过设定值大于或等于设定值的1%或从设定值减少大于或等于设定值的1%时触发),或者可以在电阻与具有不同值的设定值的正负偏差时触发(例如,警示可以在灯丝的电阻超过设定值达到设定值的0.5%以上或从设定值减少达到设定值的1%以上时触发)。

也可以感测灯丝除其电阻外的特性和/或也可以感测响应于除电阻外的特性值的变化和/或在感测到除其电阻外的特性在设定值周围的范围之外时由系统采取动作(例如,灯丝上所施加的电压的升高或降低、灯丝的关闭、警示的发出)。作为一个示例,可以感测灯丝温度(例如,如通过使用高温计测定的)和/或可以至少部分地基于所感测的温度而由系统采取一个或多个动作。作为另一个示例,可以感测由灯丝耗散的功率,和/或可以至少部分地基于所感测的耗散功率而由系统采取一个或多个动作。

可以对灯丝执行以提高其性能的过程的另一个示例是对灯丝施加力。例如,在一些实施方案中,将拉伸力施加到采取导线形式的灯丝。不希望受任何特定理论的束缚,向导线施加拉伸力可引起导线变得绷紧,这可以防止导线松垂和/或可以将导线(例如,稳定地)保持在反应容积内的期望位置。由于导线的松垂可能在与位于反应容积中的另一组件接触时不利地引起导线断裂和/或形成短路,所以保持线绷紧可以有利地增强系统性能。可以基于导线的一种或多种机械特性来选择施加的力的量。作为一个示例,可以对力进行选择使得其足以拉紧导线但不足以使导线断裂和/或引起导线的明显弹性变形。

在一些实施方案中,施加至导线的拉伸力与形成导线的材料的额定拉伸强度的比率为大于或等于0.1、大于或等于0.15、大于或等于0.2、大于或等于0.25、大于或等于0.3、大于或等于0.35、大于或等于0.4、大于或等于0.45、大于或等于0.5、大于或等于0.55、大于或等于0.6、大于或等于0.65、大于或等于0.7、大于或等于0.75、大于或等于0.8、大于或等于0.85或大于或等于0.9。在一些实施方案中,施加至导线的拉伸力与形成导线的材料的额定拉伸强度的比率为小于或等于0.95、小于或等于0.9、小于或等于0.85、小于或等于0.8、小于或等于0.75、小于或等于0.7、小于或等于0.65、小于或等于0.6、小于或等于0.55、小于或等于0.5、小于或等于0.45、小于或等于0.4、小于或等于0.35、小于或等于0.3、小于或等于0.25、小于或等于0.2或小于或等于0.15。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.1并且小于或等于0.95或大于或等于0.6并且小于或等于0.8)。其他范围也是可能的。

在前段落中的值可以指形成导线的材料在各种合适温度下的额定强度。在一些实施方案中,当导线的温度是在氟化聚合物涂层的沉积期间灯丝被加热到的温度(例如,在本文别处提供的一个或多个这样的范围内的温度)时,施加至导线的拉伸力与其额定拉伸强度的比率在上述范围的一个或多个中。类似地,当导线位于各种合适的环境中时,可以对导线施加一定量的拉伸力。作为一个示例,在一些实施方案中,可以在将氟化聚合物涂层沉积在基材上期间将拉伸力施加到导线上。在这样的实施方案中,导导线所处的环境的温度和/或压力可以在本文别处针对这样的沉积反应所描述的范围的一个或多个范围中。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,可以通过等离子体向反应容积提供能量。这种能量可以催化在反应容积中发生的一种或多种反应(例如,聚合反应、其中单体的前体分解以形成单体的分解反应、其中引发剂的前体分解以形成引发剂的分解反应)。等离子体可以是包含是带电的粒子和/或包含自由基的物质的相。

在一些实施方案中,等离子体以波的形式如射频波提供。等离子体可以以大于或等于3MHz、大于或等于5MHz、大于或等于7.5MHz、大于或等于10MHz、大于或等于12.5MHz、大于或等于15MHz、大于或等于17.5MHz、大于或等于20MHz、大于或等于25MHz、大于或等于30MHz、大于或等于35MHz或大于或等于40MHz的频率提供。在一些实施方案中,等离子体可以以小于或等于50MHz、小于或等于35MHz、小于或等于30MHz、小于或等于25MHz、小于或等于20MHz、小于或等于17.5MHz、小于或等于15MHz、小于或等于12.5MHz、小于或等于10MHz、小于或等于7.5MHz或小于或等于5MHz的频率提供。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于7.5MHz并且小于或等于20MHz、大于或等于10MHz并且小于或等于15MHz或大于或等于10MHz并且小于或等于20MHz)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,等离子体以一个或多个脉冲的形式供应。脉冲可以以任何频率出现。在一些实施方案中,等离子体以具有大于或等于0.25kHz、大于或等于0.5kHz、大于或等于0.75kHz、大于或等于1kHz、大于或等于1.5kHz、大于或等于2kHz、大于或等于3kHz、大于或等于5kHz、大于或等于7.5kHz、大于或等于10kHz、大于或等于15kHz、大于或等于25kHz、大于或等于50kHz或大于或等于75kHz的频率的脉冲的形式供应。在一些实施方案中,等离子体以具有小于或等于100kHz、小于或等于75kHz、小于或等于50kHz、小于或等于25kHz、小于或等于15kHz、小于或等于10kHz、小于或等于7.5kHz、小于或等于5kHz、小于或等于3kHz、小于或等于2kHz、小于或等于1.5kHz、小于或等于1kHz、小于或等于0.75kHz或小于或等于0.5kHz的频率的脉冲的形式供应。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.5kHz并且小于或等于10kHz、大于或等于1kHz并且小于或等于15kHz或大于或等于1kHz并且小于或等于10kHz)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,等离子体以包括占空比的脉冲形式供应。占空比等于施加等离子体的时间的量除以总循环时间(施加等离子体的时间和不施加等离子体的时间之和)。可以采用任何合适的占空比。在一些实施方案中,等离子体以包括大于或等于0.02、大于或等于0.05、大于或等于0.1、大于或等于0.2、大于或等于0.3、大于或等于0.4或大于或等于0.5的占空比的脉冲形式供应。在一些实施方案中,等离子体以包括小于或等于0.75、小于或等于0.5、小于或等于0.4、小于或等于0.3、小于或等于0.2、小于或等于0.1或小于或等于0.05的占空比的脉冲形式供应。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.05并且小于或等于0.2)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,将等离子体以恒定强度供应至反应容积。

在一些实施方案中,等离子体以远程等离子体的形式供应。远程等离子体可以在距基材任何距离处供应。在一些实施方案中,等离子体在距基材大于或等于大于或等于1cm、大于或等于3cm、大于或等于5cm、大于或等于8cm、大于或等于10cm、大于或等于15cm、大于或等于20cm、大于或等于25cm或大于或等于30cm的距离处供应。在一些实施方案中,等离子体在距基材小于或等于50cm、小于或等于30cm、小于或等于25cm、小于或等于20cm、小于或等于15cm、小于或等于10cm、小于或等于8cm、小于或等于5cm或小于或等于3cm的距离处供应。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1cm并且小于或等于30cm、大于或等于3cm并且小于或等于25cm或大于或等于8cm并且小于或等于50cm)。其他范围也是可能的。

可以以任何合适的功率密度供应等离子体。等离子体的功率密度等于由每平方厘米等离子体电极的等离子体所提供的能量。在一些实施方案中,等离子体以大于或等于0.5mW/cm

当存在时,等离子体可以在其被供应到的整个反应容积中基本上是均匀的。等离子体均匀性可以通过反应容积上的功率密度的标准偏差与反应容积上的平均功率密度的比率来表征。在一些实施方案中,反应容积上的功率密度的标准偏差与反应容积上的平均功率密度的比率为小于或等于25%、小于或等于20%、小于或等于15%、小于或等于10%或小于或等于5%。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,通过将某些设计要素结合到反应容积和/或沉积室中来实现高等离子体均匀性。例如,反应容积和/或沉积室可以包括电极和在电极中心附近的耦合。作为另一个示例,反应容积和/或沉积室可以包括屏蔽的入口电源。也可以结合可以改善反应容积中的等离子体均匀性的其他设计特征。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,一种系统包括一个或多个被配置为将一种或多种物质引入反应容积和/或从反应容积移除一种或多种物质的源。源可以是始终与反应容积流体连通的源,或者可以是可以以与反应容积流体连通放置和/或从与反应容积流体连通(例如,可逆地)移除的源。下面提供了关于具体类型的源的更多细节。

本文所述的源可以具有各种合适的形式。在一些实施方案中,源采取材料(或真空)的储罐的形式,其可以通过端口与反应容积流体连通放置和/或从与反应容积流体连通中移除。作为一个示例,气体源可以采取气瓶(例如,包含加压气体)的形式和/或包括气瓶(例如,包含加压气体)。端口可以将反应容积与源分开,并且可以打开和/或关闭以使源与反应容积流体连通和/或脱离流体连通。端口可以与源直接或间接流体连通。例如,端口可以经由管道与源流体连通。

端口和反应容积之间的界面可以具有各种合适的设计。在一些实施方案中,端口具有单个开口,当该端口打开时,源通过该开口以与反应容积流体连通地布置。单个开口可以具有各种合适的形状和尺寸。例如,它可以是圆形、矩形、方形等。一些合适的端口具有多个开口。作为一个具体示例,端口可以包括多个开口。多个开口可以沿着反应容积的壁和/或沿着在反应容积中存在的管定位。

在一些实施方案中,一种包括两个源的系统包括与源流体连通的端口(其在反应容积上彼此相对定位)。然而,一种系统也可以额外地或备选地包括不是彼此相对定位的这样的端口。这样的端口可以定位在反应容积的相对侧上,但是交错排列,以使得它们彼此不是直接相对的或者可以定位在反应容积的相邻侧上。

在一些实施方案中,除了端口之外或代替端口,流量控制器可以定位在源和反应容积之间。作为一个示例,在一些实施方案中,质量流量控制器被放置在气体源和反应容积之间。作为另一个示例,并且如本文别处所述的,节流阀可以放置在真空源和反应容积之间。

还如本文别处所述的,在一些实施方案中,一个源和/或多个源能够和/或被配置为引入可发生反应以在基材上沉积氟化聚合物涂层的气体和/或气体组合。气体和/或气体组合可以包括工艺气体。工艺气体可以包含一种或多种气态单体(例如,一种或多种气态可经历聚合反应以形成氟化聚合物的单体,如一种或多种氟化单体)。在一些实施方案中,工艺气体包含一种或多种本身不是单体但可在反应容积中形成单体的物质(换言之,为单体的前体的物质)。例如,在一些实施方案中,工艺气体包含一种或多种物质,这些物质被配置为在反应容积内经历化学反应(如分解和/或热解反应)以形成单体。这种化学反应可以由反应容积中存在的一种或多种条件和/或物质催化。例如,化学反应可以由热量催化,例如通过暴露于经加热的灯丝催化。工艺气体还可以包含引发剂和/或载气(例如,惰性气体,如氮气、氦气和/或氩气)。

合适的单体和/或单体前体(即,可以经历反应以形成单体的物质)的非限制性示例包括C

在一些实施方案中,工艺气体还包含一种或多种载气和/或一种或多种载气由源提供。一种或多种载气可以用于溶解和/或协助单体的运输。合适载气的非限制性示例包括惰性气体(例如,氮气、氦气、氩气)。

如本文别处所述的,一种系统还可以包括真空源。真空源可以被配置为在与反应容积流体连通时排空反应容积。例如,当反应容积最初包含在氟化聚合物涂层的沉积期间不希望反应容积包含的气体的组合时,这可能是有利的。例如,并且不希望受任何特定理论的束缚,据信一些气体可抑制聚合反应。这样的气体可能在正在增长的聚合物链达到可观长度之前以终止进一步增长的方式与该正在增长的聚合物链发生反应和/或可以在被结合到正在增长的聚合物链中之前以使它们成为非反应性的方式与单体发生反应。这样的气体的非限制性示例包括空气、水蒸气、丙酮和异丙醇。

其中可能期望从反应容积中去除一种或多种气体的情形的另一个示例是在涂层沉积期间执行的步骤结束时。在涂层沉积期间,反应容积可能包含各种反应性和/或有毒气体。可能期望反应容积在进行一个或多个进一步的过程之前清除这样的气体。例如,如果系统用于执行一种包括相继沉积具有两种不同化学组成的两个层的方法,则可能期望在开始沉积第二层之前去除已发生反应形成第一层的气体。这些物质的去除可以有利于具有所需化学组成的第二层的沉积,因为它可能防止这些气体的反应产物掺入到第二层中和/或这些气体与被配置为发生反应以形成第二层的气体之间的有害反应。

其中可能期望从反应容积中去除一种或多种气体的情形的第三个示例是在用于沉积涂层的过程结束时。如上所述的,反应容积在涂层沉积期间可能包含反应性和/或有毒气体。操作者可能不希望暴露于这样的气体和/或不希望这样的气体以不受控制的方式释放到反应容积外部的环境中。因此,在这样的情况下,可能期望在将反应容积暴露于其外部的环境之前将存在于反应容积中的气体从其中去除,以在涂覆过程结束时取回经涂覆的基材。

可以采用各种合适类型的真空源。作为一个示例,在一些实施方案中,真空源包括真空泵。真空泵在打开并与反应容积流体连通时可以通过泵出反应容积的内容物来排空反应容积。

在一些实施方案中,真空源具有使其有利于从反应容积中去除空气和/或其他气体的一种或多种特性。作为一个示例,在一些实施方案中,真空源被配置为使得从反应容积中去除气体在相对慢的时间段内发生。不希望受任何特定理论的束缚,据信当小的和/或轻重量的部件位于反应容积内时,从反应容积中相对缓慢地去除气体可能是期望的。这样的部件被认为具有被气体流移动的趋势,所述气体流可在气体在暴露于真空源后从反应容积快速流出时产生。据信,从反应容积中较慢地去除气体可以降低这样的流的量级和/或数量。

可以通过使用位于真空源和反应室之间的节流阀来实现从反应容积中缓慢和/或受控地去除气体。节流阀可以限制反应容积暴露于真空源和/或可以缓慢打开以允许随着时间增加反应容积暴露于真空源。这些过程可引起真空源以比没有这样的节流阀的真空源更慢的速率去除其内的气体。

在一些实施方案中,一种系统被配置为使得一种或多种气体可以以不同于将真空源与反应容积流体连通的方式从反应容积中去除。作为一个示例,在一些实施方案中,一种系统可以被配置为使得可以将一种或多种气体引入到反应容积中,从而从反应容积中置换存在于其中的其他气体。例如,一种系统可以被配置为使得可以将惰性气体(和/或多种惰性气体)引入到反应容积中以置换反应性和/或有毒气体(和/或多种反应性和/或有毒气体)。一种或多种惰性气体可以从与反应容积流体连通的一个或多个源引入,如除了供应(和/或先前供应)一种或多种反应性和/或有毒气体的一个或多个源外的一个或多个源。

可以执行将一种或多种惰性气体引入到反应容积中,而不是通过将真空源置于与反应容积流体连通或与这样的过程结合来从反应容积中去除一种或多种气体。在后一种情况下,真空源在与反应容积流体连通时可以从反应容积中排空一种或多种惰性气体和一种或多种反应性气体和/或有毒气体。在一个具体示例中,可以将真空源放置成与包含反应性和/或有毒气体并且与一种或多种惰性气体源流体连通的反应容积流体连通。真空源最初可以排空这两种类型的气体。然后,一个或多个惰性气体源可以从与反应容积的流体连通中移除,同时保持在真空源和反应容积之间的流体连通。然后真空源可以进一步排空其内任何剩余气体的反应容积。

在一些实施方案中,一种系统包括可以被设置成与反应容积流体连通的出口。出口可以配置为当与反应容积流体连通时允许存在于反应容积中的一种或多种气体流出反应容积。出口可以与存在于反应容积中的气体可以安全排放到的位置如通风橱流体连通。在一些实施方案中,出口可以与反应容积可逆地流体连通。例如,在其中反应容积与源真空流体连通的时间段期间,出口可以从与反应容积的流体连通中移除。出口还可以被配置为气体可以通过出口流出反应容积但气体不能通过出口流入反应容积。例如,在一些实施方案中,出口可以包括止回阀、气体起泡器和/或提供这种功能的另一组件。在一些实施方案中,出口被配置为允许气体流入反应容积中和从反应容积流出,但是流入反应容积中(例如,从一个或多个源)的气体可以以足够量和/或足够速率流入反应容积中,以使得从出口到反应容积中流入不明显。

在一些实施方案中,本文所述的一种系统包括冷却系统。冷却系统可以被配置为冷却反应容积的一个或多个部分。例如,作为一个示例,在一些实施方案中,一种系统包括被配置为冷却在反应容积中被涂覆的基材的冷却系统。有利地,冷却基材可以有利于在其上形成具有所需形态、具有所需分子量和/或以所需速率形成的涂层。举例来说,基材的温度可影响气态物质(例如,气态聚合物)沉积在基材上的趋势。例如,如果基材比反应容积的一个或多个其他部分更冷,则与反应容积中的其他较热表面相比,气态物质可优先沉积在基材上。作为另一个示例,基材的温度可能影响沉积在其上的任何物质的迁移率。不希望受任何特定理论的束缚,据信热量增强了表面上的物质的迁移率,并且因此与较热的基材相比,较冷的基材可以抑制沉积在其上的任何物质的迁移率。还据信,与反应容积中相对较热的气态气氛相比,经冷却的基材可表现出在其上的聚合速率降低。

在一些实施方案中,经冷却的基材可有利于涂层沉积到基材上,否则基材将在沉积过程期间经历一个或多个不期望的过程。例如,在一些实施方案中,可能期望将涂层沉积到基材上,否则在涂覆期间该基材会熔化和/或经历有害的化学反应(例如,分解反应,与反应容积中存在的一种或多种气体的反应)。冷却基材可以减少和/或消除基材经历这样的过程的趋势。

当存在时,冷却系统可以具有各种设计。在一些实施方案中,冷却系统包括冷却元件。冷却元件可以是冷却系统的组件,其被配置为保持在比反应容积的一个或多个其他组件更低的温度下。冷却元件可以被配置为保持在恒定温度(例如,在设定值)、在恒定温度范围内(例如,在设定值周围的限定范围内)和/或在可变温度范围内(例如,在低于特定值的任何温度下,在可以将其冷却到的最冷温度下)。冷却元件可以是被配置为冷却基材的制品。作为一个示例,冷却元件可以被配置为通过自身冷却来冷却基材。它可以进一步直接地接触基材的一个或多个部分、直接接触直接邻近基材的一个或多个部分定位的反应容积的一个或多个组件(例如,直接定位在冷却元件和基材的一个或多个部分之间的导热层),和/或紧邻基材以使得它冷却紧邻基材的气体,然后冷却基材。

在一些实施方案中,冷却元件包括一种或多种具有相对高热导率的材料。作为一个示例,在一些实施方案中,冷却元件包括金属(例如铝)。

冷却元件本身可以由冷却系统的一个或多个另外的组件冷却。作为一个示例,在一些实施方案中,冷却系统还包括一个或多个被配置为使冷却元件冷却的组件。合适的这样的组件的一个示例是一种系统,该系统被配置为使经冷却的流体循环横过和/或通过冷却元件(例如,横过冷却元件的除接触基材的表面外的表面,穿过冷却元件的主体)。当冷却元件被配置为使得流体可以循环通过和/或横过冷却元件时,冷却元件可以连接到用于这样的流体的源和/或漏部(drain)。在一些实施方案中,这种连接和/或断开是可逆的和/或可以相对容易地执行。这可以有利地有利于冷却元件的方便引入和/或移除。例如,在一些实施方案中,冷却元件通过快速连接而连接到用于流体的源和/或排放系统。冷却系统的另一组件的另一个示例是被配置为冷却冷却剂的组件,如制冷机。第三个示例是被配置为冷却冷却元件的组件,其是通过珀尔帖冷却来冷却冷却元件的电子组件的组合。

在一些实施方案中,冷却元件以促进基材以有利方式冷却的方式设置在反应容积中。作为一个示例,在一些实施方案中,冷却元件设置在基材周围。图8示出了具有这种特性的冷却元件的顶视图的一个非限制性实施方案。在图8中,冷却元件1414设置在基材1514的周围。图8所示的冷却元件1414在所有侧面横向地包围基材1514。

如同图8所示的实施方案,冷却元件可以设置在基材周围,但具有与基材不同的形状和/或不接触基材。冷却元件也可以设置在基材周围,但具有与基材基本相同的横截面形状和/或在一个或多个位置(例如,在一个或多个离散位置,沿着基材的整个外表面,沿着位于特定高度下方的基材的整个外表面)接触基材。在一些实施方案中,冷却元件完全设置在基材周围(即,使得它在所有侧面上侧向地包围基材)。冷却元件也可以部分地设置在基材周围。这样的冷却元件可以靠近基材的一些但不是全部侧向侧面设置。例如,基材可以具有正方形横截面并且冷却元件可以设置在其四个侧向侧面中的三个附近。

类似地,如同图8所示的实施方案,冷却元件可以设置在基材周围,但不设置在基材的下方或上方。冷却元件也可以设置在基材周围和基材下方和/或基材周围和基材上方。在这样的情况下,冷却元件可以设置在基材的所有部分的下方和/或上方。冷却元件也可以设置在基材的一个或多个部分的下方和/或上方,但不在基材的一个或多个其他部分的下方和/或上方。位于基材下方和/或上方的冷却元件的一个或多个部分可以排他地包括直接接触基材的部分,可以包括一个或多个直接接触基材的部分和一个或多个不直接接触基材的部分,和/或可缺少直接接触基材的任何部分。

在一些实施方案中,冷却元件和基材可以设置成使得一个相对于另一个是可自由移动的。举例来说,在一些实施方案中,冷却元件和基材被设置成使得基材相对于冷却元件是可自由移动的。作为另一个示例,在一些实施方案中,冷却元件和基材被设置成使得冷却元件相对于基材是可自由移动的。在一些这样的实施方案中,冷却元件和/或基材彼此不直接接触。不管冷却元件和基材是否包括彼此直接接触的部分,但是如果在将冷却元件保持在恒定位置的同时,基材可以在至少一个方向上移动相当大的距离(例如,至少0.1英寸、至少0.25英寸、至少0.5英寸和/或至少1英寸),则基材可以相对于冷却元件是可自由移动的。所述方向可以是垂直的,可以是水平的,可以是朝向冷却元件的一个或多个部分的方向,和/或可以是远离冷却元件的一个或多个部分的方向。在一些实施方案中,基材可以能够相对于冷却元件在所有方向上移动可观的距离。

类似地,如果在将基材保持在恒定位置的同时,冷却元件可以在至少一个方向上移动相当大的距离(例如,至少0.1英寸、至少0.25英寸、至少0.5英寸和/或在至少1英寸),则冷却元件可以是可自由移动的。同样地,所述方向可以是垂直的,可以是水平的,可以是朝向基材的一个或多个部分的方向,和/或可以是远离基材的一个或多个部分的方向。在一些实施方案中,冷却元件可以能够相对于基材在所有方向上移动可观的距离。

在一些实施方案中,冷却元件具有这样的设计,使得它在一个或多个维度上具有所需尺寸。例如,在一些实施方案中,冷却元件具有这样的高度,使得冷却元件从基材(冷却元件设置在其周围)的底部延伸到基材(冷却元件设置在其周围)的顶部(或超过顶部)。不希望受任何特定理论的束缚,据信具有这个特性的冷却元件可以有利地能够均匀地冷却基材。在没有具有这样的设计的冷却元件的情况下,相对较高的基材可能会经历从上部未经冷却的部分到下部经冷却的部分的温度梯度。这种温度梯度可能不利地引起氟化聚合物涂层以不均匀的方式沉积在基材上,因为据信基材的温度会影响在其上形成的涂层的物理性质。高的基材也可能通过冷却元件充分冷却不充分,所述冷却元件没有在基材上延伸足够的高度而不能适当地冷却基材的上部,这可能由于本文其他地方描述的过热而引起基材的上部经历不希望的过程。

在一些实施方案中,冷却元件不延伸至基材的全部高度,而是延伸至比基材的一个或多个特征更高的高度。作为一个示例,在一些实施方案中,基材在其表面中包括一个或多个凹陷,并且冷却元件可以具有比凹陷的上表面更高的高度。图9示出了具有这种特性的冷却元件的一个示例。在图9中,其描绘了冷却元件和基材的横截面,冷却元件1416位于基材1516的周围和下方,该基材1516还包括两个凹陷1616和1666。如图9所示,冷却元件1416延伸至比下凹陷1616的上表面更高的高度,但不延伸至比基材顶部更高的高度。基材中的凹陷的表面比基材的上表面更靠近基材的基部。出于这个原因,据信,如果仅从基材的基部提供冷却,则凹陷的表面可以被冷却到比基材的上表面更低的温度,由于本文其他地方描述的原因,这可能引起氟化聚合物涂层以非均匀的方式沉积到基材上。

在一些实施方案中,冷却元件的高度为大于或等于0.1英寸、大于或等于0.15英寸、大于或等于0.2英寸、大于或等于0.25英寸、大于或等于0.3英寸、大于或等于0.4英寸、大于或等于0.5英寸、大于或等于0.75英寸、大于或等于1英寸、大于或等于1.5英寸、大于或等于2英寸、大于或等于3英寸、大于或等于4英寸、大于或等于5英寸、大于或等于7.5英寸、大于或等于10英寸、大于或等于12.5英寸、大于或等于15英寸、大于或等于17.5英寸或大于或等于20英寸。在一些实施方案中,冷却元件的高度为小于或等于24英寸、小于或等于20英寸、小于或等于17.5英寸、小于或等于15英寸、小于或等于12.5英寸、小于或等于10英寸、小于或等于7.5英寸、小于或等于5英寸、小于或等于4英寸、小于或等于3英寸、小于或等于2英寸、小于或等于1.5英寸、小于或等于1英寸、小于或等于0.75英寸、小于或等于0.5英寸、小于或等于0.4英寸、小于或等于0.3英寸、小于或等于0.25英寸、小于或等于0.2英寸或小于或等于0.15英寸。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.1英寸并且小于或等于24英寸或大于或等于0.5英寸并且小于或等于5英寸)。其他范围也是可能的。

当存在时,冷却元件可以被配置为保持在各种合适的温度和/或将基材保持在各种合适的温度。在一些实施方案中,冷却元件被配置为保持在和/或将基材保持在大于或等于0℃、大于或等于1℃、大于或等于2℃、大于或等于3℃、大于或等于5℃、大于或等于7.5℃、大于或等于10℃、大于或等于15℃、大于或等于20℃、大于或等于25℃、大于或等于30℃、大于或等于40℃、大于或等于50℃、大于或等于75℃、大于或等于100℃或大于或等于125℃的温度。在一些实施方案中,冷却元件被配置为保持在和/或将基材保持在小于或等于150℃、小于或等于125℃、小于或等于100℃、小于或等于75℃、小于或等于50℃、小于或等于40℃、小于或等于30℃、小于或等于25℃、小于或等于20℃、小于或等于15℃、小于或等于10℃、小于或等于7.5℃、小于或等于5℃、小于或等于3℃、小于或等于2℃或小于或等于1℃的温度。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0℃并且小于或等于150℃、大于或等于0℃并且小于或等于100℃或大于或等于5℃并且小于或等于100℃)。其他范围也是可能的。

在前段落中的范围可以独立地是指冷却元件的外表面(例如,最接近基材的表面)上的平均温度和/或基材的外表面(例如,最靠近冷却元件的表面、与冷却元件相对的表面、上表面)的平均温度。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,反应容积包含一种或多种气体。反应容积可以包含有利量的这样的气体和/或具有一个或多个其他有利特性的这样的气体。下面提供了有关这样的特性的更多信息。

反应容积中的气体可能具有的有利特性的一个示例是以一维方式流过反应容积。一维流动可以是其中相关气体主要或完全沿一个方向流动的流动。一维流动也可以是层流的。作为一维流动的一个示例,气体的一维流动可以是其中气体完全沿一个方向流动并且不沿除该方向外的任何方向流动的流动。作为另一示例,在一些实施方案中,气体的一维流动包括主要但不完全沿一个方向的流动。例如,一维流动可以包括沿除主要方向外的方向的少量流动。这些少量流动可以占一维流动的50%或更小、20%或更小、10%或更小和/或5%或更小。

当两种或更多种不同类型的气体流过反应容积(例如,由共同来源提供的两种或更多种类型的气体,由不同来源提供的两种或更多种类型的气体,由同一来源提供)时,不同类型的气体的气体可以一起表现出沿单一方向的一维流动。换言之,所有的气体一起可以完全沿相同方向流动和/或可以一起包括在前面段落中描述的一个或多个范围内的沿除主要方向外的方向的流动的量。两种或多种不同类型的气体(例如,由不同来源提供,由同一来源提供)也可以具有彼此不同的流动。例如,两种或更多种不同类型的气体可以各自以一维方式流过反应容积,但是其中不同类型的气体流动的方向可以彼此不同。作为另一个示例,在一些实施方案中,一种或多种类型的气体可以表现出一维流动并且一种或多种类型的气体可以不表现出一维流动(例如,一种或多种类型的气体可以表现出对流和/或湍流流动)。

当反应容积中存在一维流动时,通常可以根据需要选择一维流动的方向。在一些实施方案中,一维流动的方向可以是从气体被引入反应容积中的位置延伸到反应容积的出口的方向。例如,在一些实施方案中,一维流动的方向是从与相关气体源流体连通的端口延伸到出口的方向。作为另一个示例,在一些实施方案中,一维流动的方向是从围住反应容积的一个壁到围住反应室的另一个相对壁。作为第三个示例,在一些实施方案中,一维流动的方向平行于其中灯丝和/或多个灯丝延伸穿过反应容积的方向(例如,平行于延伸穿过反应容积的灯丝的最长尺寸)。一维流动的方向也可以垂直于其中灯丝和/或多个灯丝延伸穿过反应容积的方向,和/或是处于在平行和垂直于其中灯丝和/或多个灯丝延伸穿过反应容积的方向之间的任何角度。

当反应容积包括一维流动时,一维流动可以存在于所有反应容积中,或者可以存在于反应容积的一些部分中而不是其他部分中。其中不存在一维流动的反应容积的一个或多个部分可能缺乏流动(例如,反应容积的这些一个或多个部分中的气体可以是静止的和/或基本静止的),或可以包括不是一维的流动(例如,沿不同方向的流动,沿多个不同方向的流动)。在一些实施方案中,靠近与气体源流体连通的端口的反应容积的一个或多个部分表现出一维流动。作为一个示例,在一些实施方案中,一个或多个这样的端口可以设置在反应容积的上部部分附近并且反应容积的上部部分可以显示出一维流动。

在一些实施方案中,一维流动在反应容积的至少顶部25%、反应容积的至少顶部50%、反应容积的至少顶部67%、反应容积的至少顶部75%、反应容积的至少顶部80%和/或反应容积的至少顶部90%发生。在一些实施方案中,一维流动在不超过反应容积的顶部95%、不超过反应容积的顶部90%、不超过反应容积的顶部80%、不超过反应容积的顶部75%、不超过反应容积的顶部67%或不超过反应容积的顶部50%发生。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,反应容积的至少顶部25%且不超过顶部95%)。其他范围也是可能的。

反应容积可以被配置为允许一维流动以各种合适的方式从其中通过。作为一个示例,在一些实施方案中,通过将与气体源流体连通的端口定向为使得该端口将气体引导至位于该端口附近的反应容积的壁来获得一维流动。据信,这种设计可以引起气体最初从端口沿所有方向向外流动,但随后从壁反弹并在这样做之后基本上沿一个方向(即,垂直于壁)流动。图10示出了以这种方式设置的端口的一个非限制性实施方案。在图10中,端口1718位于反应容积318的壁1078附近。认为气体以箭头所示的方式从端口1718流出。

其中可以获得一维流动的方式的另一个示例是通过使用多个挡板。挡板可以引导气体以一维方式流动。

在一些实施方案中,反应容积在一个或多个时间点具有相对低的压力。有时可能存在这种相对低的压力,例如当在反应容积中进行反应(例如,沉积氟化聚合物涂层的反应)时。在一些实施方案中,反应容积中的压力为小于或等于100Torr、小于或等于75Torr、小于或等于50Torr、小于或等于20Torr、小于或等于10Torr、小于或等于7.5Torr、小于或等于5Torr、小于或等于2Torr、小于或等于1Torr、小于或等于750mTorr、小于或等于500mTorr、小于或等于200mTorr、小于或等于100mTorr、小于或等于75mTorr、小于或等于50mTorr、小于或等于30mTorr、小于或等于20mTorr、小于或等于10mTorr、小于或等于7.5mTorr、小于或等于5mTorr或小于或等于2mTorr。在一些实施方案中,反应容积中的压力为大于或等于1mTorr、大于或等于2mTorr、大于或等于5mTorr、大于或等于10mTorr、大于或等于20mTorr、大于或等于30mTorr、大于或等于50mTorr、大于或等于75mTorr、大于或等于100mTorr、大于或等于200mTorr、大于或等于500mTorr、大于或等于750mTorr、大于或等于1Torr、大于或等于2Torr、大于或等于5Torr、大于或等于7.5Torr、大于或等于10Torr、大于或等于20Torr、大于或等于50Torr或大于或等于75Torr。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,小于或等于100Torr并且大于或等于1mTorr或小于或等于10Torr并且大于或等于5mTorr)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,如上所述的,反应容积在一个或多个时间点包括相对低水平的空气。有时可能存在这种相对低水平的空气,例如当在反应容积中进行反应(例如,沉积氟化聚合物涂层的反应)时。在一些实施方案中,反应容积中的空气的量可以在在前段落关于反应容积中的总压力所描述的范围的一个或多个内(例如,小于或等于30mTorr、小于或等于20mTorr,和/或小于或等于10mTorr)。

反应容积还可以包括相对低水平的水。有时可能存在这种相对低水平的水,例如当在反应容积中进行反应(例如,沉积氟化聚合物涂层的反应)时。在一些实施方案中,反应容积中的水的量可以在在前段落关于反应容积中的总压力所描述的范围的一个或多个内(例如,小于或等于30mTorr、小于或等于20mTorr,和/或小于或等于10mTorr)。

反应容积中的相对低水平的水也可以由相对低水平的相对湿度来证实。反应容积的相对湿度可以为小于或等于0.5%、小于或等于0.4%、小于或等于0.3%、小于或等于0.2%或小于或等于0.1%。反应容积的相对湿度可以为大于或等于0%、大于或等于0.1%、大于或等于0.2%、大于或等于0.3%或大于或等于0.4%。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,小于或等于0.5%并且大于或等于0%)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中(例如,在其内沉积氟化聚合物涂层期间),反应容积可以包含相对高量的单体和/或单体的前体。在一些实施方案中,单体和/或单体的前体构成反应容积中的气体的大于或等于1mol%、大于或等于2mol%、大于或等于5mol%、大于或等于7.5mol%、大于或等于10mol%、大于或等于15mol%、大于或等于20mol%、大于或等于30mol%、大于或等于40mol%、大于或等于50mOl%或大于或等于75mOl%。在一些实施方案中,单体和/或单体的前体构成反应容积中的气体的小于或等于100mol%、小于或等于75mOl%、小于或等于50mOl%、小于或等于40mol%、小于或等于30mol%、小于或等于20mol%、小于或等于15mol%、小于或等于10mol%、小于或等于7.5mol%、小于或等于5mol%或小于或等于2mol%。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1mol%并且小于或等于100mol%)。其他范围也是可能的。

应当理解,在前段落中的范围可以独立地是指反应容积中以下任何一种的量:一种类型的单体(例如,在存在其他类型的单体和/或该单体的前体的情况下,在不存在这样的物质中的任一种或两种的情况下),所有的单体一起(例如,在存在单体中的一种或多种的前体的情况下,在不存在这样的物质的情况下),一种类型的单体及其一种或多种前体(例如,在存在其他类型的单体和/或其他类型单体的前体的情况下,在不存在这样的物质中的任一种或两种的情况下),以及所有单体和所有单体的前体一起。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,本文所述的系统适用于和/或用于在基材上产生氟化聚合物涂层。氟化聚合物涂层可以通过聚合气态单体形成。下面提供了该过程的进一步细节。

可以在反应容积中发生一种或多种反应以形成氟化聚合物涂层。如本文别处所述的,在一些实施方案中,一种这样的反应是聚合反应。聚合反应可以通过各种合适的机制进行。这样的机制的一个示例是链增长反应。这样的机制的另一个示例是逐步基团反应。在链增长反应和逐步增长反应中,增长的聚合物链在其一个或多个末端处包含一种或多种反应性物质。这些反应性物质可以与单体反应,其然后可以结合到增长的链中并且它们本身变为可以与其他单体反应的反应性末端基团。

在链增长反应中,反应以形成增长聚合物链的单体本身可以直到以某种方式活化(例如,通过结合到增长聚合物链中和/或通过与使它们具有反应性的物质如引发剂反应)才与其他单体是反应性的。因此链增长可以通过添加单体来使单个聚合物链增长而进行,直到使得反应性末端基团是不反应性的。这可以通过与另一个反应性链的反应(由此使两个链都是钝性的)或与用于使末端基团失活的另一种物质(例如,污染物,如氧气)的反应而发生。在任何单个链的增长期间,新链可能正在形成和/或增长和/或其他链的增长可能被终止。反应性末端基团可以以各种方式是反应性的。作为一个实例,在一些实施方案中,反应性末端基团包括自由基。这些自由基可以与其他单体反应,并且可以将自由基传递给与它们发生反应的单体,使得在反应之后,最初包含自由基的末端基团变得不具有反应性,而新添加的单体变成包含自由基的反应性末端基团。

链增长反应可以是自发开始的反应或可以不是自发开始的反应。自发发生的链增长反应可以是其中单体自发地变成反应性的反应。作为一个示例,一些单体在反应室中存在的条件下发生分解和/或经历反应而形成包含反应性物种(例如自由基)的物质。如果反应物中的一种或多种以前体形式提供,则链增长反应可能非自发地发生。例如,在一些实施方案中,直到单体的前体分解成所得单体才可以发生链增长反应。这种分解过程可以是非自发的(例如,它可能需要施加热量,如由经加热的灯丝提供的热量)。在单体的前体分解成单体后,所得单体可以自发地聚合。

链增长反应也可能需要引发剂和/或由引发剂加速。引发剂可以是容易经历反应和/或分解而形成反应性物质(例如,包含自由基的物质)的物质。引发剂可以比也存在于反应容积中的任何一种或多种单体和/或其他物质更容易经历这样的反应和/或分解。在经历反应和/或分解之后,引发剂可以以与上述相同的方式与单体反应。合适引发剂的非限制性示例包括包含过氧化物基团、过硫酸盐基团和/或偶氮基团的引发剂。在一些实施方案中,引发剂包括过氧化叔丁基和过氧化叔戊基中的一种或多种。

在逐步增长反应中,单体典型地在没有活化的情况下彼此是反应性的。逐步增长反应可以通过将单体添加到增长链、通过将增长链接合在一起和/或通过由单体彼此的反应来形成新的增长链来进行。这些过程典型地都不会使增长链失活。反应性末端基团和/或单体可以以各种方式变为是反应性的。作为一个实例,在一些实施方案中,增长链的反应性末端基团包含彼此是反应性的官能团。这些官能团可以彼此发生反应而形成变为所得聚合物链骨架的共价键。逐步增长聚合典型地自发地开始,但可以通过存在热量和/或促进单体之间反应的任何物质和/或反应条件来加速。逐步增长聚合反应也可以不是自发发生的。作为一个示例,逐步增长反应也可以在其前体被提供到反应容积的单体之间发生。在这种情况下,逐步增长反应直到前体分解而形成单体才可以发生,其可能仅在施加能量(例如,由灯丝提供的热量)时发生。

在一些实施方案中,可以在反应容积中进行除聚合反应外的一种或多种反应。作为一个示例,在一些实施方案中,在反应容积中进行一种或多种分解反应。例如,可以将本身不是单体但可经历分解反应而形成单体的物质引入到反应容积中。在一些实施方案中,物质的分解可以通过在反应容积中存在的一种或多种条件来促进。作为一个示例,在一些实施方案中,热量的存在(例如,来自经加热的灯丝)促进前体分解成单体。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,聚合反应在气相中发生。聚合反应可以导致形成被气体包围的固体聚合物粒子。在一些实施方案中,相对高百分比的在反应容积中发生的总聚合可以在气相中成核和/或可以导致产生被气体包围的聚合物粒子。作为一个示例,在一些实施方案中,占在反应容积中发生的总聚合的大于或等于50%、大于或等于60%、大于或等于80%、大于或等于90%、大于或等于92.5%、大于或等于95%、大于或等于97.5%、大于或等于99%、大于或等于99.5%或大于或等于99.9%在气相中成核和/或导致产生被气体包围的聚合物粒子。在一些实施方案中,占在反应容积中发生的总聚合的小于或等于100%、小于或等于99.9%、小于或等于99.5%、小于或等于99%、小于或等于97.5%、小于或等于95%、小于或等于92.5%、小于或等于90%、小于或等于80%或小于或等于60%在气相中成核和/或导致产生被气体包围的聚合物粒子。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于50%并且小于或等于100%或大于或等于90%并且小于或等于100%)。其他范围也是可能的。

当存在时,通过气相中的聚合形成的粒子可以具有各种合适的尺寸。在一些实施方案中,在气相中形成的粒子的平均直径为大于或等于0.5nm、大于或等于0.75nm、大于或等于1nm、大于或等于1.5nm、大于或等于2nm、大于或等于5nm、大于或等于10nm、大于或等于20nm、大于或等于50nm、大于或等于75nm、大于或等于100nm、大于或等于200nm、大于或等于500nm、大于或等于750nm、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于5微米、大于或等于7.5微米、大于或等于10微米或大于或等于20微米。在一些实施方案中,在气相中形成的粒子的平均直径为小于或等于50微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于7.5微米、小于或等于5微米、小于或等于2微米、小于或等于1微米、小于或等于750nm、小于或等于500nm、小于或等于200nm、小于或等于100nm、小于或等于75nm、小于或等于50nm、小于或等于20nm、小于或等于10nm、小于或等于5nm、小于或等于2nm、小于或等于1.5nm、小于或等于1nm或小于或等于0.75nm。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.5nm并且小于或等于50微米或大于或等于1nm并且小于或等于1微米)。其他范围也是可能的。

还如本文别处所述的,上述聚合反应可用于形成氟化聚合物,如在被气体包围时形成和/或沉积而在基材上形成涂层的氟化聚合物。合适氟化聚合物的一个示例是聚(四氟乙烯)。合适氟化聚合物的另一个示例是包含氟官能团的聚合物。

这样的聚合物中的氟化水平可以通过CF

可以定量聚合物中的氟化水平的另一种方式是通过其中的氟碳原子比进行。在一些实施方案中,聚合物的氟碳原子比为大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.4、大于或等于1.5、大于或等于1.6、大于或等于1.7、大于或等于1.8、大于或等于1.9、大于或等于2或大于或等于2.1。在一些实施方案中,聚合物的氟碳原子比为为小于或等于2.2、小于或等于2.1、小于或等于2、小于或等于1.9、小于或等于1.8、小于或等于1.7、小于或等于1.6、小于或等于1.5、小于或等于1.4、小于或等于1.3或小于或等于1.2。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1.1并且小于或等于2.2)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,通过本文所述的工艺沉积的聚合物在沉积之后可以经历一个或多个进一步的过程。作为一个实例,在一些实施方案中,通过本文所述的工艺沉积的氟化聚合物在沉积之后被退火。使氟化聚合物退火可以包括加热氟化聚合物。氟化聚合物、基材和/或氟化聚合物所处的环境被加热到的温度可以为大于或等于50℃、大于或等于75℃、大于或等于100℃、大于或等于125℃、大于或等于150℃、大于或等于175℃、大于或等于200℃、大于或等于225℃、大于或等于250℃、大于或等于275℃、大于或等于300℃、大于或等于325℃、大于或等于350℃或大于或等于375℃。氟化聚合物、基材和/或氟化聚合物所处的环境被加热到的温度可以为小于或等于400℃、小于或等于375℃、小于或等于350℃、小于或等于325℃、小于或等于300℃、小于或等于275℃、小于或等于250℃、小于或等于225℃、小于或等于200℃、小于或等于175℃、小于或等于150℃、小于或等于125℃、小于或等于100℃或小于或等于75℃。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于50℃并且小于或等于400℃)。其他范围也是可能的。

退火步骤可以进行持续各种合适的时间。在一些实施方案中,退火进行持续大于或等于30分钟、大于或等于1小时、大于或等于2小时、大于或等于5小时、大于或等于10小时、大于或等于15小时、大于或等于20小时、大于或等于24小时或大于或等于30小时的时间段。在一些实施方案中,退火进行持续小于或等于48小时、小于或等于30小时、小于或等于24小时、小于或等于20小时、小于或等于15小时、小于或等于10小时、小于或等于5小时、小于或等于2小时或小于或等于1小时的时间段。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1小时并且小于或等于24小时)。其他范围也是可能的。

氟化聚合物涂层可以在各种合适的环境中退火。在一些实施方案中,退火在空气中进行。退火也可以在惰性气体(例如氮气、氦气、氩气)的存在下进行。退火可以在反应容积和/或沉积室内进行,和/或可以在从反应容积和/或沉积室内移除经涂覆的基材之后进行。

在一些实施方案中,在反应容积中执行的过程(例如,聚合、退火等)可以是自动化的。这样的自动化可以包括提供软件,该软件读取所进行的多个过程的指令(例如,引入反应系统中的气体的流率和/或类型、灯丝温度、基材的温度等),然后通过引导其他系统组件将它们实现来执行这些指令。作为一个示例,在一些实施方案中,软件可以读取包括各种系统特性以及系统在各种条件和/或执行各种方法中应该花费的时间量的excel电子表格程序。在一些实施方案中,指令,例如由excel电子表格程序提供的那些指令,可以包括与条件相关的指令。例如,一组指令可要求系统处于某种状态和/或延迟某个过程,直到反应容积的一个或多个特性在特定范围内(例如,总压力、一种或多种气体的分压、灯丝温度、灯丝电阻)。作为一个示例,一组指令可以包括延迟引入单体和/或单体前体直到反应容积中的压力低于设定量的指令。作为另一个示例,一组指令可以包括在引入单体和/或单体前体之前确定灯丝的电阻的指令以及如果该电阻在设定范围之外则拒绝引入单体和/或单体前体的指令。

如本文别处所述的,一些实施方案涉及氟化聚合物涂层的沉积和/或涉及氟化聚合物涂层。下面提供了关于这样的涂层的进一步细节。

作为涂层特性的一个示例,在一些实施方案中,涂层粘附至在其上沉积该涂层的基材。涂层和基材之间的粘附强度可以相对较强。例如,在一些实施方案中,涂层以使得粘附性分数大于或等于4的粘附强度粘附至基材。粘附性分数可以通过ASTM D3359中描述的程序来测定。

作为涂层特性的另一个示例,在一些实施方案中,涂层可以覆盖相对较大百分比的基材表面。作为一个示例,涂层可以覆盖大于或等于50%、大于或等于75%、大于或等于90%、大于或等于95%、大于或等于99%、大于或等于99.5%、大于或等于99.8%、大于或等于99.9%或大于或等于99.99%的基材表面。在一些实施方案中,涂层覆盖小于或等于100%、小于或等于99.99%、小于或等于99.9%、小于或等于99.8%、小于或等于99.5%、小于或等于99%、小于或等于95%、小于或等于90%或小于或等于75%的基材表面。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于50%并且小于或等于100%)。其他范围也是可能的。

如本文别处所述的,一些实施方案涉及氟化聚合物涂层在基材上的沉积和/或涉及在其上沉积氟化聚合物涂层的基材。下文提供了关于这样的基材的进一步细节。

可以通过本文所述的系统和方法涂覆的基材类型通常可以根据需要进行选择。在一些实施方案中,基材包括聚合材料(例如,塑料、弹性体)。待涂覆的基材也可以包括金属。基材可以是各种合适的制品,其非限制性示例包括密封件、垫圈、O形环和模具。

如本文别处所述的,在一些实施方案中,基材在其表面中包含一个或多个凹陷。凹陷可以具有任何合适的深度。在一些实施方案中,基材包括深度为(和/或包括平均深度为)大于或等于0.1英寸、大于或等于0.2英寸、大于或等于0.25英寸、大于或等于0.3英寸、大于或等于0.4英寸、大于或等于0.5英寸、大于或等于0.75英寸、大于或等于1英寸、大于或等于1.5英寸、大于或等于2英寸、大于或等于3英寸、大于或等于4英寸、大于或等于5英寸、大于或等于7.5英寸、大于或等于10英寸、大于或等于12.5英寸、大于或等于15英寸、大于或等于17.5英寸或大于或等于20英寸的凹陷。在一些实施方案中,基材包括深度为(和/或包括平均深度为)小于或等于24英寸、小于或等于20英寸、小于或等于17.5英寸、小于或等于15英寸、小于或等于12.5英寸、小于或等于10英寸、小于或等于7.5英寸、小于或等于5英寸、小于或等于4英寸、小于或等于3英寸、小于或等于2英寸、小于或等于1.5英寸、小于或等于1英寸、小于或等于0.75英寸、小于或等于0.5英寸、小于或等于0.4英寸、小于或等于0.3英寸、小于或等于0.25英寸或小于或等于0.2英寸的凹陷。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.1英寸并且小于或等于24英寸或大于或等于0.1英寸并且小于或等于5英寸)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,一种方法包括使基材在其上沉积氟化聚合物涂层之前经历一个或多个过程。这样的过程的一个示例是清洁过程。清洁过程可以包括从基材和/或基材表面去除一种或多种污染物。清洁过程可以包括将基材暴露于流体,然后将基材浸入和/或浸泡在流体中,用流体漂洗基材,和/或在流体的存在下对基材进行超声处理。在一些实施方案中,这些过程中的一个或多个之后是任选的加热步骤和/或任选的干燥步骤(例如,其中将基材暴露于氮气和/或真空的干燥步骤)。用于这样的过程的合适流体的非限制性示例包括有机溶剂(例如异丙醇、丙酮)、水和/或包含有机或水性溶剂和表面活性剂的溶液。基材暴露于其中的流体可以使存在于基材和/或其表面上的污染物溶解和/或悬浮,这可以将它们从其中去除。合适的清洁工艺的另一个示例包括将基材暴露于等离子体以从其去除污染物(例如,一种或多种表面污染物)。

在一些实施方案中,一种方法包括在清洁过程之后立即在基材上沉积氟化聚合物涂层。不希望受任何特定理论的束缚,据信这样做可能是有利的,因为它可以防止在清洁之后和在氟化聚合物涂层沉积之前存在于周围环境中的污染物对基材的再污染。在清洁过程之后立即在基材上沉积氟化聚合物涂层也被认为防止和/或减少在清洁之后传输到基材表面的内部污染物的量。例如,据信一些基材可能在其整个内部包含低分子量污染物(例如,小分子、低聚物、低分子量聚合物、加工助剂、与基材复合的化学品),并且从表面去除这样的污染物可能引起这样的污染物随时间通过扩散从基材内部传输到基材表面。由于存在于基材表面处的低分子量污染物被认为不利地干扰沉积在其上的氟化聚合物涂层与基材之间的粘附性,所以防止这样的传输可增强氟化聚合物涂层对基材的粘附性。

在一些实施方案中,一种方法包括在进行清洁过程之后的2小时内、1.5小时内、1.25小时内、1小时内、45分钟内、30分钟内、25分钟内、20分钟内、15分钟内、10分钟内或5分钟内将氟化聚合物涂层沉积在基材上。清洁过程和氟化聚合物涂层的沉积之间的延迟可以为至少0分钟、至少5分钟、至少10分钟、至少15分钟、至少20分钟、至少25分钟、至少30分钟、至少45分钟、至少1小时、至少1.25小时或至少1.5小时。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,在0分钟至2小时的时间段内,或在0分钟至30分钟的时间段内)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,一种方法可以包括在基材上沉积氟化聚合物涂层之前用粘附促进剂对基材表面进行处理,以促进氟化聚合物涂层对其的粘附性。在这样的实施方案中,粘合促进剂可以在沉积氟化聚合物涂层之前在反应容积中原位气相沉积的。合适粘合促进剂的示例包括1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟烷基三乙氧基硅烷、全氟辛基三氯硅烷和所有种类的乙烯基硅烷。

在基材上沉积氟化聚合物涂层之前,基材也可以被加热(例如,至20℃至300℃的温度)和/或暴露于真空源(例如,以使基材周围的环境中的压力在0.1mTorr至760Torr)。

一些基材在引入到反应容积中时可以包含一种或多种挥发性组分。在将氟化聚合物涂层沉积到基材上期间,挥发性组分可能会放气。在一些实施方案中,在氟化聚合物涂层的沉积期间从基材放出的气体的量可能相对较高。不希望受任何特定理论的束缚,据信本文描述的方法的一些特征可有利于在存在可观量的从基材放出的气体的情况下具有有利特性的氟化聚合物涂层的沉积。

作为一个示例,据信,与反应容积中存在的其他气体不反应的放出气体可能对沉积在基材上的氟化聚合物涂层具有很小的影响或没有影响。例如,与发生反应而形成氟化聚合物涂层的单体和/或单体前体不反应的放出气体可能是相对良性的,尤其是在存在于反应容积中的其他气体是惰性气体时。

作为另一个示例,据信,在存在保持在相对低温下的灯丝的情况下放出的气体可能对沉积在基材上的氟化聚合物涂层具有很小的影响或没有影响,因为保持在相对低温度下的灯丝可能不会提供足够的能量来催化从基材放出的气体的反应。

作为第三个示例,据信,当在存在大量其他气体(例如,大量的单体、单体前体和/或惰性气体)和/或以高流率的其他气体(例如,高流率的单体、单体前体和/或惰性气体)通过反应容积的情况下发生放气时,来自基材的放出气体可能对对沉积在基材上的氟化聚合物涂层具有很小的影响或没有影响。在这样的条件下,从基材放出的气体可能占反应容积中气体总量的相对较少量,并且因此可能对其中发生的反应具有成比例的小影响。

在氟化聚合物涂层在基材上沉积期间可从基材放出的气体的非限制性实例包括水和空气。

在一些实施方案中,从基材放出的气体构成在涂层沉积期间在反应容积中存在的气体的大于或等于0.01mol%、大于或等于0.02mol%、大于或等于0.05mol%、大于或等于0.075mol%、大于或等于0.1mol%、大于或等于0.2mol%、大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、大于或等于1mol%、大于或等于2mol%、大于或等于5mol%、大于或等于7.5mol%、大于或等于10mol%、大于或等于12.5mol%、大于或等于15mol%、大于或等于17.5mol%、大于或等于20mol%或大于或等于22.5mol%。在一些实施方案中,从基材放出的气体构成在涂层沉积期间在反应容积中存在的气体的小于或等于25mol%、小于或等于22.5mol%、小于或等于20mol%、小于或等于17.5mol%、小于或等于15mol%、小于或等于12.5mol%、小于或等于10mol%、小于或等于7.5mol%、小于或等于5mol%、小于或等于2mol%、小于或等于1mol%、小于或等于0.75mol%、小于或等于0.5mol%、小于或等于0.2mol%、小于或等于0.1mol%、小于或等于0.075mol%、小于或等于0.05mol%或小于或等于0.02mol%。以上提及的范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.01mol%并且小于或等于25mOl%或大于或等于0.1mol%并且小于或等于10mol%)。其他范围也是可能的。

一些实施方案可涉及其中将本文描述的系统保持在或接近于它们的最佳性能的方法。还可以保持这种性能,同时减少系统操作者这样做的努力。这可以通过使用自动化软件来完成,该自动化软件记录系统的一个或多个条件,然后当一个或多个这样的条件指示了执行一个或多个维护步骤将改善系统性能时警示操作者。这样的系统条件可包括暴露于真空源以使反应容积达到所期望压力所需的时间量、位于任何源和反应容积之间的任何阀门(例如,位于真空源和反应容积之间的阀门如节流阀)的状态、自在先维护步骤以来的时间量、系统已用于沉积氟化聚合物涂层的时间量、已通过系统的气体量、一个或多个灯丝已被电阻方式加热的时间、等等。

虽然本文已经描述和例示了本发明的若干实施方案,但是本领域普通技术人员将容易地设想用于执行功能和/或获得结果和/或本文所描述的优点中的一个或多个的各种其他装置和/或结构,并且这样的变化和/或修改中的每一个都被认为在本发明的范围内。更一般地,本领域技术人员将容易理解,本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置都是示例性的,并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于具体的应用或使用本发明的教导的应用。本领域技术人员将认识到或能够仅使用常规实验而确定本文描述的本发明的具体实施方案的许多等效替换。因此,应当理解,前述实施方案仅作为示例呈现,并且在所附权利要求及其等同替换的范围内,本发明可以以不同于具体描述和要求保护的方式实施。本发明涉及本文所述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外,如果这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不相互矛盾,则两个或更多个这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任何组合包括在本说明的范围内。

相对于字典定义、通过引用并入的文件中的定义和/或所定义术语的普通含义,如本文所定义和使用的所有定义应理解为准。

在本文在说明书和权利要求书中使用的,除非明确指出相反,不定冠词“一种”和“一个”应理解为表示“至少一个”。

如本文在说明书和权利要求中使用的,短语“和/或”应理解为表示如此联合的要素中的“任一个或两者”,即,在某些情况下联合存在而在其他情况下分开存在的要素。用“和/或”列出的多个要素应该以相同的方式解释,即如此联合的要素中的“一个或多个”。除由“和/或”子句具体标识的要素外,其他要素可以任选地存在,无论是否与那些具体标识的要素相关或不相关。因此,作为一个非限制性示例,当与诸如“包括”之类的开放式语言结合使用时,对“A和/或B"的提及在一个实施方案中可以仅指A(任选地包括除B外的要素);在另一个实施方案中,可以仅指B(任选地包括除A外的要素);在又一个实施方案中,可以是指A和B两者(任选地包括其他要素);等等。

如本文在说明书和权利要求书中使用的,“或”应理解为具有与如上定义的“和/或”相同的含义。例如,当分隔开清单中的项目时,“或”或“和/或”应被解释为是包含性的,即包括数量或要素列表中的至少一个(但也包括多于一个),以及任选的其他未列出的项目。只有被明确指出相反的术语,如“中的仅一个”或“中的恰好一个”,或在权利要求中使用时,“由...组成”将指包含数量或要素列表中的仅一个要素。一般而言,当前面带有排他性术语如“任一个”、“中的一个”、“中的仅一个”或“中的恰好一个”时,如本文使用的术语“或”应仅解释为表示排他性的替代方案(即“一个或另一个但不是两者”)。当在权利要求中使用时,“基本上由……组成”应具有专利法领域所使用的一般含义。

如本文在说明书和权利要求书中使用的,在提及一个或多个要素的列表中,短语“至少一个”应理解为表示选自该要素列表中的要素中的任意一个或多个的至少一个要素,但不必需包括该要素列表内具体列出的各个和每一个要素中的至少一个,并且不排除该要素列表中的要素的任何组合。这个定义还允许可以任选地存在除在短语“至少一个”提及的要素列表内具体标识的要素外的要素,无论是否与那些具体标识的要素相关或不相关。因此,作为一个非限制性示例,“A和B中的至少一个”(或等效地,“A或B中的至少一个”,或等效地“A和/或B中的至少一个”)可以在一个实施方案中是指至少一个(任选地包括多于一个)A,而不存在B(并且任选地包括除B外的要素);在另一个实施方案中,是指至少一个(任选地包括多于一个)B,而不存在A(并且任选地包括除A外的要素);在又一个实施方案中,是指至少一个(任选地包括多于一个)A和至少一个(任选地包括多于一个)B(并且任选地包括其它要素);等等。

还应该理解的是,除非有明确的相反指示,在本文要求保护的包括一个以上步骤或动作的任何方法中,该方法的步骤或动作的顺序不必需限于其中述及该方法的这些步骤或动作的顺序。

在权利要求以及上述说明书中,所有过渡性短语如“包含”、“包括”、“携带”、“具有"、“含有”、“涉及”、“持有”、“由......组成(composed of)”等应被理解为是开放式的,即意味着包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所阐述的,只有过渡短语“由……组成(consisting of)”和“基本上由……组成(consisting essentially of)”应分别为封闭式或半封闭式过渡短语。

相关技术
  • 用于载体在沉积系统中的非接触运输的设备、用于载体的非接触运输的系统、用于在沉积系统中的非接触运输的载体和用于载体在沉积系统中的非接触运输的方法
  • 聚合物防结垢剂,用于预防聚合物结垢沉积的聚合容器,及使用该容器制备聚合物的方法
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