[发明专利]金属基薄膜的制造系统

说明书

本发明涉及一种用于制造金属基薄膜(6)的方法，其中，所述制造按下列步骤进行：在挤压机(2)中将金属挤出成型为预制膜(3)，在冷却介质浴槽(4)中将所述预制膜进行冷却，并且通过在包括至少两个轧辊的轧制系统(5)中的轧制而将所述预制膜轧制为薄膜。

技术领域

本发明涉及一种用于制造金属基薄膜的方法。

背景技术

根据现有技术，例如参见文献EP0426579B1，已知一种用于制造例如厚度为200μm以下的薄的锂膜的方法。为此提出，使形式上为锂-镁-合金的锂在室温下可轧制。这一点之所以必要，是因为：碱金属锂除了对潮湿空气有非常高的反应性/活动性，另外在室温下还具有高的机械延展性。因此也就意味着：锂具有很强的结合/附着于许多种材料上的倾向。

在现有技术中，除了EP0426579B1之外还在文献EP0692831B1中对层厚为50μm和更薄的超薄锂层的制造进行了探讨。其中提出：为轧机机列设置轧制润滑剂，使得锂膜能够成一定角度地从轧辊拉出，该角度允许薄膜在拉出时的张力处于弹性极限以下。

文献EP0426579B1还引述了另一种方法，根据该方法，应该在惰性气体环境下并且利用受冷却的、由氮穿流的空心圆柱体轧辊进行轧制。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于制造金属基薄膜的改进的方法。

此目的通过根据本发明所述的方法得以实现。根据本发明，所述方法包括如下步骤，据此：

-在挤压机中将金属挤出成型为预制膜，

-在冷却介质浴槽中将预制膜冷却，其中，根据所选择的金属调定冷却介质浴槽的适当温度以及预制膜的材料在离开冷却介质浴槽以用于轧制时的适当温度，度量所述适当温度的依据是：使预制膜的材料与轧制时施加的压力相关联地接近于从延展性到脆断性的转变点，并且在进行轧制时趋向延展性之方向超过从延展性到脆断性的转变点处的特征温度，和

-通过在包括至少两个轧辊的轧制系统中的轧制而将预制膜轧制为薄膜。

上述各步骤必须以所描述的顺序在时间上先后依次进行，但是可以与另外的一些工艺步骤分开。这样，例如可以对挤出成型的预制膜在第一次冷却之前－非普遍性限制地－进行预砑光、裁切或者预轧。通过对金属锭(拟由该金属锭制造真正的膜)的挤出成型而获得称之为预制膜的半成品。需要时可以附加地对所述预制膜进行预粗轧。以理想100至150μm的厚度将这个预制膜输送至冷却介质浴槽，以便对该预制膜进行冷却。通过冷却显著降低材料的延展性。然而，通过冷却不仅降低了薄膜表面上的延展性，而且还特别是降低了材料芯部中的延展性。此后可以在常规的轧辊系统中轧制经冷却的薄膜并且以5至80μm的厚度盘卷。也可以多次相继地，也就是说，重复地进行轧制和冷却的步骤。

根据本方法的一种变型方案，所述冷却介质浴槽中的冷却介质是下述液相的化合物或者元素单质之一：氮、氨、甲烷、氢、氧、二氧化碳、氦或其他惰性气体。

在此重要的是，冷却介质和预制膜在化学上相对彼此是稳定的或者说是反应惰性的。由此保证：预制膜的材料不发生不可逆的改变。所以推荐液态惰性气体，如液态氦(He)，或者作为备选方案推荐化学上非常稳定的液相化合物，诸如氮(N₂)、氨(NH₃)、甲烷(CH₄)、氢(H₂)、氧(O₂)或二氧化氮(CO₂)。

在冷却介质浴槽中的冷却时间根据膜厚在例如与液态氮直接接触的情况下优选在少量几秒之范围内变动。