Изобретение относится к области получения коррозионно-стойких пленочных покрытий и может быть использовано в производстве антикоррозионных материалов.
Известно использование тантала в качестве коррозионно-стойкого материала в химическом машиностроении для производства агрессивных веществ, сильных кислот, органических и неорганических соединений и в медицине как биологически инертного материала при протезировании и при изготовлении хирургических инструментов (Основы металлургии. М.: Металлургия, 1967, т.4, с.293, 294). Недостатком использования металлического тантала является высокая его стоимость.
Известно также коррозионно-стойкое покрытие из нитрида тантала и способ получения тонких пленок на основе тантала (заявка Японии №63-56309, кл. С 23 С 14/34, 1988), в котором в установку для магнетронного распыления вводят газовую смесь, содержащую 5-75% азота, используемую в качестве плазмообразующей при распылении катода из тантала. Покрытие из нитрида тантала также имеет достаточно высокую стоимость вследствие высокого по отношению ко второму компоненту - азоту расхода металла.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является коррозионно-стойкое покрытие из тантала и способ формирования тонкослойных покрытий из альфа-тантала (заявка РСТ №92/07968, кл. С 23 С 14/14, 1992), в котором при нанесении на подложке тонкого слоя альфа-тантала предварительно осаждают магнетронным напылением в присутствии азота подслой нитрида тантала, поверх которого наносят слой альфа-тантала. В этом случае, как и предыдущих, покрытие отличает высокая стоимость, обусловленная стоимостью собственно тантала.
Технический результат изобретения заключается в снижении расхода тантала при получении коррозионно-стойкого покрытия и его стоимости.
Указанный технический результат достигается в коррозионно-стойком покрытии на основе тантала, дополнительно содержащем медь, при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь - не более 45, тантал - остальное.
Технический результат достигается также в способе получения коррозионно-стойкого покрытия на основе тантала, включающем ионно-плазменное распыление мишени из тантала и осаждение на поверхность, при этом одновременно распыляют мишень из меди с получением твердого раствора меди в β-тантале.
Введение в состав второго компонента, в частности меди, снижает расход тантала при формировании покрытия при сохранении коррозионной стойкости Увеличение содержания меди более 45 мас.% снижает коррозионную стойкость покрытия
Осаждение покрытия на основе тантала, имеющего в своем составе медь, в виде твердого раствора меди в β-тантале способствует вследствие структуры твердого раствора, аналогичной структуре β-тантала, сохранению коррозионной стойкости при замене в составе покрытия части тантала медью. Изложенное способствует достижению технического результата.
Примеры реализации предложенного состава покрытия и способа его получения приведены ниже. Коррозионную стойкость покрытий оценивали визуально после выдержки образцов в разбавленной (1:1) азотной кислоте в течение не менее 24 часов.
Пример 1. На ионно-плазменной установке, снабженной двумя магнетронами с мишенями из тантала и меди, производили напыление покрытия на подложки из поликора (Аl2О3), многократно поочередно пересекающие потоки распыленных металлов. Подложки предварительно подвергали ионному травлению в течение 0,5 часа. Скорость перемещения подложек составляла 5·10-2 м·с-1. Количество распыленного и соответственно осажденного металла регулировали мощностью, подводимой к каждому магнетрону, равной в этом случае 101 Вт для магнетрона с мишенью из тантала и 62 Вт - с мишенью из меди. В результате получено покрытие, содержащее 45 мас.% меди в тантале, представленное твердым раствором меди в β-тантале с кристаллической решеткой β-тантала, что подтверждено данными рентгеноструктурного анализа. Выдержка образцов покрытия в растворе азотной кислоты в течение 48 часов показала индифферентность покрытия в агрессивной среде.
Пример 2. На установке и при условиях, как в примере 1, (но при другой подводимой мощности) получено покрытие, содержащее 51 мас.% меди. При погружении в раствор азотной кислоты указанной концентрации уже в течение первого получаса наблюдали реакцию взаимодействия меди с NО3 и образование пор на поверхности покрытия, что подтверждает снижение коррозионной стойкости.
Таким образом, приведенные примеры и результаты, изложенные в них, свидетельствуют о снижении расхода тантала при получении коррозионно-стойкого покрытия и его стоимости.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА ИЗ ТАНТАЛА | 2004 |
|
RU2271052C1 |
ПЛЮМБИД ТАНТАЛА TaPb | 2003 |
|
RU2247075C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА ИЗ ТАНТАЛА | 2004 |
|
RU2271051C1 |
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ПЛЕНОЧНОГО ПОКРЫТИЯ ИЗ НИТРИДА НИОБИЯ И ПРОВОДНИКА НА ЕГО ОСНОВЕ | 1999 |
|
RU2173733C2 |
УСТРОЙСТВО МАГНЕТРОННОГО РЕАКТИВНОГО РАСПЫЛЕНИЯ НИТРИДНЫХ, КАРБИДНЫХ И КАРБОНИТРИДНЫХ ПОКРЫТИЙ | 1993 |
|
RU2065507C1 |
СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ В ПЛЕНКАХ | 2004 |
|
RU2276206C2 |
СПОСОБ СИНТЕЗА ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ | 2002 |
|
RU2221889C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ЛЕНТУ | 1999 |
|
RU2167955C2 |
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ | 2002 |
|
RU2214476C2 |
МАГНЕТРОН | 2002 |
|
RU2218450C2 |
Изобретение относится к области получения коррозионно-стойких пленочных покрытий и может быть использовано в производстве антикоррозионных материалов. Коррозионно-стойкое покрытие на основе тантала дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь - не более 45, тантал - остальное. Способ получения коррозионно-стойкого покрытия включает ионно-плазменное распыление мишени из тантала и осаждение на поверхность. Одновременно распыляют мишень из меди с получением твердого раствора меди в β-тантале. Технический результат изобретения заключается в снижении расхода тантала при получении коррозионно-стойкого покрытия и его стоимости. 2 с.п. ф-лы.
WO 9207968 A, 14.05.1992 | |||
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С ГРАДИЕНТОМ ПЛОТНОСТИ В ВАКУУМЕ | 1989 |
|
SU1737924A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ ЗОЛОТИСТОГО ЦВЕТА НА ПОДЛОЖКАХ | 1992 |
|
RU2039127C1 |
ЕР 0489427 А, 10.06.1992 | |||
Приспособление к скоропечатных машинах для подъема талера с многокрасочным клише после каждого отпечатка на толщину слоя краски | 1927 |
|
SU37713A1 |
Авторы
Даты
2005-03-27—Публикация
2003-06-11—Подача