Способ обработки поверхности молибдена Советский патент 1986 года по МПК C25F3/08 

сл

со со

00

1 Изобретение относится к электрохимической обработке тугоплавких металлов, в частности к электрохимическому травлению молибдена, и может быть использовано при получении герметичных вакуумплотных спаев молибдена со стеклом. Известен способ электрохимической обработки тугоплавких металлов в частности электрополировки вольфрама, в щелочном электролите, содер карбонат аммония. Процесс ведут при анодно плотности тока 1-10 А/см. , .V Однако такой способ не позволяет получить зернистой поверхности с высокой шероховатостью. Известен также способ химической обработки поверхности молибдена, по которому предусмотрено последова тельное травление в трех различньк растворах, что обеспечивает получение матовой шероховатой поверхности металла. Недостаток этого способа неполное удаление глубоких дефектов поверхности в виде рисок и трещин, которые могут являться причиной натекания электровакуумных приборов. Наиболее близким к изобретению является способ анодного электрохимического травления молибдена в 20%-ном растворе едкого натра с последующим отжигом в водороде при 900-1100°С. Обработанная по этому способу поверхность молибдена становится матовой. Недостаток этого способа состоит в том, что дефекты механической обработки, в частности волочения, при этом полностью не удаляются. 372 Целью изобретения является создание з.ернистой поверхности с повышенной шероховатостью. Цель достигается тем, что в известном способе обработки поверхности молибд€;на, включающем ее электрохимическое травление в водном растворе едкой щелочи и последующий отжиг в водороде при 900-1100 С, дополнительно перед термообработкой проводят анодное электрохимическое травление в водном растворе, содержащем 10-2.5 мас.% карбоната щелочного металла, при анодной плотности тока 0,5-5 А/см в течение 6-0,6 мин. При анодном электрохимическом травлений на молибдене образуется шероховатая зернистая поверхность с той или иной величиной зерна. При этом поверхностные дефекты, которые оставались после механической обработки, полностью удаляются. Применение электролитов с содержанием карбоната щелочного металла менее Ю мас.% ведет к получению гладкой поверхности без образования зерна. Применение электролитов с содержанием карбоната щелочного металла более 25 мас.% приводит к neper сьпцению раствора солью и, как следствие, к получению некачественной шероховатой поверхности. Анодная плотность тока и время обработки выбраны так, чтобы слой растворенного металла составлял 30 мкм. При меньшем съеме металла механические дефекты поверхности, в частности нарушающие герметичность вакуумных приборов, удаляются неполностью. В табл.1 показано изменение характера поверхности в зависимости от природы вводимых карбонатов. Таблица 1

Продолжение та(5л.1

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОС-: ТИ МОЛИБДЕНА, включающий электрохимическое травление в водном растворе едкой щелочи и последующий отжиг в водороде при 900-1100 С, о тличающийся тем, что, с целью создания зернистой поверхности с повьшенной шероховатостью, дополнительно перед термообработкой проводят анодное электрохимическое травление в водном растворе, содержащем 10-25 мас.% карбоната щелочного металла при анодной плотности тока 0,5-5 А/см в течение 16-0,6 мин; g

П

Из таблицы следует вывод, что шероховатая зернистая поверхность получается только в растворах карбонатов щелочных металлов, тогда как в карбонате аммония получаются неудовлетворительные результаты.

Раствор карбоната лития не может быть рекомендован для промьшшенного использования из-за малой растворимости карбоната лития в воде.

Образование зернистой шероховатой поверхности на молибдене вызвано тем, что в процессе анодного электрохимического травления наряду с образованием фазовых низших окислов темного цвета и растворением металла выделяется углекислый газ, разрыхляющий окисный слой. Последующее удаление с поверхности низших окислов молибдена, окрашенных в темньш цвет, производят отжигом в водороде при 900-1100°С в течение 10-5 мин.

Пример. Вводы, изготовленные из молибденовой проволоки диаметром 0,53 мм, а также пластины размером 10Ю мм, изготовленные из молибденовой жести толщиной 0,2 мм, подвергали предварительной обработке в три стадии: анодное электрохимическое травление в щелочном электролите

С целью очистки от окислов и загрязнений, анодное электрохимическое траьление в электролите, состоящем из карбоната щелочного металла, с целью создания зернистой шероховатой поверхности, дотжиг в водороде при температуре 900°С в течение 5 мин для удаления низших окислов молибдена, образовавшихся в процесс травления.

Электролиты, условия обработки и оценка качества полученной поверхности приведены в табл.2.

Измерение класса чистоты поверхности и величины шероховатости проводили на профилографе (модель 201 завод Калибр).

После отжига вводы спаивали с керамикой через глазурь при (в атмосфере сухого водорода).

Вакуумную плотность полученных спаев определяли при помощи гелиевого течеискателя,

Для получения сравнительных данных параллельно проводили обработку вводов и пластин по известному способу в две стадии: анодная электрохимическая очистка в щелочном электролите; отжиг в водороде при температуре 900 С в течение 5 мин. Условное обозначение характера поверхности в таблице: Т - травление поверхности, остаются следы после волочейия С - сглаживание: поверхность матовая, механические дефекты исчезаютi Ш - шероховатая зернистая поверхность, механические дефекты устранены} шероховатая мелкозернистая поверхность} НП - неравномерно полированная поверхность: изъязвлен-. ность, бугристость.

1Л ел

г-

CNI

п)

PQ

ю сг г

Р-toг

о m

п -

in

оt

(NС

оо

п}М

я:Эй

Как видно из таблицы, предлагаемьй способ обработки поверхности молибдена может быть использован для получения шероховатой зернистой поверхности. Шероховатость по сравнению с обработкой молибдена по известному способу увеличивается на 1-2 класса по ГОСТ 2789-73.

Кроме того, из таблицы видно, что брак по натеканию вводов, изготовленных по данному способу, по сравнению с вводами, изготовленными по известному способу, снижается с 50 до 1520%.

Молибденовая проволока в соответствии с изобретением может быть обработана и в динамических условиях, при этом скорость перемотки проволок составляет 0,5-1 м/мин, а анодная плотность тока 3-5 А/см.

Таким образом, данньй способ позволяет получить зернистую поверхность с повьшенной шероховатогтью и может быть использован в электротехнической и электронной промышленности для получения спаев молибдена со стеклом и -керамикой в в различных электровакуумных приборах, а также при нанесении химических и гальванических покрытий для повыше|ния их адгезии к основе.