КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ ТАНТАЛА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК C23C30/00 C23C14/06 

Описание патента на изобретение RU2249061C2

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.

Похожие патенты RU2249061C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА ИЗ ТАНТАЛА 2004
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
  • Володин Валерий Николаевич
RU2271052C1
ПЛЮМБИД ТАНТАЛА TaPb 2003
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
  • Володин Валерий Николаевич
  • Жаканбаев Елдар Асхатович
RU2247075C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА ИЗ ТАНТАЛА 2004
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
  • Володин Валерий Николаевич
RU2271051C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ПЛЕНОЧНОГО ПОКРЫТИЯ ИЗ НИТРИДА НИОБИЯ И ПРОВОДНИКА НА ЕГО ОСНОВЕ 1999
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
  • Лисицын Владимир Николаевич
  • Ким Светлана Николаевна
  • Володин Валерий Николаевич
  • Асанов Александр Бикетович
RU2173733C2
УСТРОЙСТВО МАГНЕТРОННОГО РЕАКТИВНОГО РАСПЫЛЕНИЯ НИТРИДНЫХ, КАРБИДНЫХ И КАРБОНИТРИДНЫХ ПОКРЫТИЙ 1993
  • Тулеушев Адил Жианшахович[Kz]
  • Мухамедшин Ирек Шамильевич[Kz]
  • Ким Светлана Николаевна[Kz]
RU2065507C1
СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ В ПЛЕНКАХ 2004
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Володин Валерий Николаевич
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
RU2276206C2
СПОСОБ СИНТЕЗА ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 2002
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
  • Володин Валерий Николаевич
RU2221889C1
УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ЛЕНТУ 1999
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
  • Лисицын Владимир Николаевич
  • Володин Валерий Николаевич
  • Ким Светлана Николаевна
  • Асанов Александр Бикетович
RU2167955C2
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ 2002
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Лисицын Владимир Николаевич
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
  • Володин Валерий Николаевич
  • Ким Светлана Николаевна
RU2214476C2
МАГНЕТРОН 2002
  • Тулеушев Адил Жианшахович
  • Тулеушев Юрий Жианшахович
  • Володин Валерий Николаевич
RU2218450C2

Реферат патента 2005 года КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ ТАНТАЛА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

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.

Формула изобретения RU 2 249 061 C2

1. Коррозионно-стойкое покрытие на основе тантала, отличающееся тем, что оно содержит твердый раствор меди в β-тантале при следующем соотношении компонентов, маc.%: медь - не более 45, тантал - остальное.2. Способ получения коррозионно-стойкого покрытия на основе тантала, включающий ионно-плазменное распыление мишени из тантала и осаждение на поверхность, отличающийся тем, что одновременно распыляют мишень из меди с получением твердого раствора меди в β-тантале при следующем соотношении компонентов, маc.%: медь - не более 45, тантал - остальное.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2249061C2

WO 9207968 A, 14.05.1992
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С ГРАДИЕНТОМ ПЛОТНОСТИ В ВАКУУМЕ 1989
  • Толшмяков А.И.
  • Власов Б.А.
  • Морозов И.В.
  • Холкин С.А.
  • Щедрин О.В.
SU1737924A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ ЗОЛОТИСТОГО ЦВЕТА НА ПОДЛОЖКАХ 1992
  • Егоров Андрей Вячеславович
  • Черных Алексей Валентинович
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
  • Громан-Варн-Эк С.Г.
SU37713A1

RU 2 249 061 C2

Авторы

Тулеушев Адил Жианшахович

Тулеушев Юрий Жианшахович

Володин Валерий Николаевич

Даты

2005-03-27Публикация

2003-06-11Подача