[发明专利]抑制沉积物在制造系统中的形成的方法

说明书

发明领域

本发明大体上涉及包括电极的制造系统以及抑制沉积物在电极上的形成的方法。更具体地，本发明涉及包括电极的制造系统，所述电极用于将材料沉积在载体主体上并用冷却剂组合物冷却，以及涉及由于电极和冷却剂组合物之间的接触而抑制沉积物在电极上的形成的方法。

发明背景

本领域中已知用于将材料沉积在载体主体上的方法。一种这样的方法使用包括界定室的反应器的制造系统。电极被布置在室内，以将载体主体支持在室内。典型地，电极包含高导电性材料，例如铜。制造系统还包括被耦合于电极的用于向电极提供电流使得电流经过电极并且进入载体主体中的电源。电流的流过产生在电极内的热并且将载体主体加热至沉积温度。

反应性气体和包含材料的前体被引入室中。一旦载体主体达到沉积温度，那么前体与反应性气体的反应会导致材料在载体主体上的沉积。然而，材料将还被沉积至电极上，如果电极达到沉积温度的话。因此，期望的是，防止电极达到沉积温度，同时仍然使载体主体能够达到沉积温度。

具有多个已知的用于防止电极达到沉积温度的方法。在一个实施方案中，电极具有冷却表面，并且提供了用于接触冷却表面以消散在电极内产生的热的冷却剂组合物。冷却剂组合物和电极的冷却表面之间的接触导致非期望的沉积物在冷却表面上的形成。沉积物减小冷却剂组合物和电极之间的热传递的速率。

已经观察到，沉积物在电极上的形成可以取决于所使用的冷却剂组合物的类型。例如，当冷却剂组合物是自来水时，矿物可以被悬浮在自来水中并且被沉积在冷却表面上。对与使用自来水作为冷却剂组合物相关联的问题的试图的解决方案已经是去离子水的使用，其不具有在冷却剂组合物中的悬浮的矿物。然而，去离子水的使用仅获得沉积物在电极上的形成的很少的延迟。

一旦沉积物在冷却表面上的形成严重得使得冷却剂组合物不能够防止电极达到沉积温度并且材料变得被沉积在电极上，那么发生电极的结垢。一旦发生电极的结垢，那么电极必须被更换，这增加生产成本。通常，电极的寿命取决于在电极必须被更换之前电极可以处理的载体主体的数量。此外，一旦发生电极的结垢和更换，那么冷却剂组合物必须也被更换，这进一步增加生产成本。

将意识到，在发电的领域中，冷却剂组合物也被用于消散热。在发电中，由于发电设备的高度灵敏的本质，冷却剂组合物中的矿物可以增加冷却剂组合物的电导率，导致对发电设备的破环以及效率的降低。此外，发电设备操纵大量的电，这使通过保持冷却剂组合物的电导率进行电的限制是对于安全性和效率目的来说非常重要的。因此，在发电中，对冷却剂组合物中的矿物的控制是对于冷却剂组合物的电导率的降低关键的，并且已经采取措施通过多种机制除去冷却剂组合物中的矿物。

因此，将是有利的是，进一步开发抑制沉积物在电极的冷却表面上的形成的方法。

发明概述和优点

公开了抑制沉积物在电极的冷却表面上的形成的方法，所述电极在用于将材料沉积在载体主体上的制造系统中使用。制造系统包括至少一个界定室的反应器。至少一个电极被至少部分地布置在室内并且用于在室内支持载体主体，并且电极的冷却表面包含铜。制造系统还包括包含冷却剂和溶解铜的冷却剂组合物。循环系统被耦合于电极并且容纳冷却剂组合物以向电极的冷却表面和从电极的冷却表面运输冷却剂组合物。系统还包括与循环系统流体连通的过滤系统。方法包括以下步骤：加热支持载体主体的电极以及使电极的冷却表面与冷却剂组合物接触。方法还包括以下步骤：将材料沉积在被电极支持的载体主体上以及使用过滤系统过滤冷却剂组合物以从其除去溶解铜的至少一部分。

作为冷却组合物和包含铜的冷却表面之间的接触的结果，铜溶解到冷却剂组合物中。已经发现的是，溶解铜是沉积物在冷却表面上的形成的主要原因。因此，过滤冷却剂组合物的一个优点是，可能抑制沉积物在冷却表面上的形成用于允许电极内的热被消散，由此延迟电极的结垢。延迟电极的结垢延长电极的寿命和生产能力。过滤冷却剂组合物的另一个优点是，过滤增加冷却剂组合物的寿命。增加电极和冷却剂组合物的寿命提高制造系统的生产能力并且降低生产成本。

附图简述

本发明的其他的优点将在与附图结合地考虑时被容易地意识到，如本发明的其他的优点通过参照下文的详细描述变得更好地被理解，在附图中：

图1是用于将材料沉积在载体主体上的制造系统的示意性的图示，其中制造系统具有至少一个被耦合于过滤系统的反应器；

图2是反应器的部分横截面图；

图3是在图1的反应器内利用的电极的横截面图；

图4是容纳冷却剂组合物的循环系统的示意性的图示，其中冷却剂组合物与电极和过滤系统接触；