Способ нанесения покрытий из карбидов металлов

Сова Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 23.11.1970 ( 1407557/22-1)с присоединением заявкиМ. Кл. С 2 Зс 13,02 риоритетпубликовано 07 М 1.1972. Бюл Комитат по делам ооретений и открытири Совете МинистровСССР К 621.793,16 (088,8) ень21 Гт,в вторызобретения н, Н. С. Ямск В, ф, Функ, Тютюнников, В. В. и А. А. Клементье аявит ТАЛЛО КРЫТИЙ ИЗ КАРБИД СПОСОБ НАНЕСЕН 2 и гафн иобия и Изобретение относится к области получения покрытий из карбидов металлов термическим разложением паро-газовой смеси.Известен способ получения покрытий из карбидов металлов термическим разложением паро-газовой смеси, содержащей галогенид металла, водород, углеродсодержащий и инертный газы,Предложенный способ отличается от известного тем, что перед осаждением карбидного покрытия осуществляют активационную обработку изделия смесью водорода, галогенида металла и четыреххлористого углерода при температуре 300 - 1000 С с последующим повышением до 1500 - 1800 С и одновременным введением в реакционную смесь углеводорода. Это позволяет повысить прочность сцепления покрытия с основой и предотвращает ее охруп. чивание.Процесс осаждения карбида осуществляют при атомарном отношении металла галогенида к углероду углеводорода от 1 до 12,Согласно предложенному способу, реакционное пространство предварительно вакуумируют, продувают водородом, нагревают покрываемые изделия в токе водорода до 300 - 1000 С, после чего вводят в водород газообразный хлорид металла покрытия. Для более интенсивного травления и очистки покрываемой металлической поверхности от окислов в паро-газовую смесь вводят не более 5 мол. четыреххлористого углерода. Активационную обработку осуществляют в течение 15 - 20 мин.Затем, не прерывая подачи наро-газовой сме си, изделия нагревают до 1500 - 1800 С и вводят газообразный углеводород, например метан, в количестве, обеспечивающем атомарное отношение металла галогенида к углероду углеводорода от 1 до 12. В этих условиях про цесс ведут не более 5 мик для того, чтобы получить тонкий барьерный слой карбида толщиной до 5 - 7 мк, прочно связанный с основой. При этом не происходит насыщения подложки углеродом и водородом и не успевает 15 начаться рост дендритов карбида металла.После этого температуру процесса понижают до температуры осаждения мелкозернистогокарбида.Для карбидов циркония ия это 20 1300 в 16 С, для карбидов н тантал а - 800 - 1400 С.После нанесения покрытий изделия вместес печью охлаждают в потоке инертного газа.Предложенным способом можно наносить 25 покрытия толщиной до 300 мк из карбидовциркония, гафния, ниобия и тантала на изделия различной конфигурации из вольфрама, молибдена, ниобия, тантала, рения и др.П р и м е р 1, Для нанесения покрытия из 30 карбида циркония на внутреннюю поверхностьЗаказ 2528,8 Изд.988 Тираж 406 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 45 Типография, пр, Сапунова, 2 трубок из сплава ВНЛЭ вакуумируют рабочее пространство до 10-1 м,и рт. ст., затем 30 лик,продувают водородом для удаления остатков воздуха, после чего температуру изделия поднимают до 1000 С и обрабатывают его смесью водорода и 5 мол. % тетрахлорида циркония в течение 15 мин.После этогс температуру изделия повышают до 1600".С и вводят в паро-газовую смесь 2 мол, /о метана,После выдержки в течение 1 лсин температуру понижают до 1420 С, доводят концентрацию метана до 3 мол. % и выдерживают изделие в потоке паро-газовой смеси 30 - 45 хин. Затем прекращают подачу хлорида металла и метана, водород заменяют аргоном и в токе аргона охлаждают покрытое изделие вместе с печью до комнатной температуры.В результате на поверхности изделия образуется плотно сцепленное с основой мелкозернистое покрытие карбида циркония серебристого цвета, толщиной 30 - 60 мк,П р и м е р 2, Для нанесения покрытия из карбида ниобия на ниобиевую пластинку пос. ле вакуумирования и продувки реакционного пространства водородом изделие нагревают до 600 С и обрабатывают в токе водорода, содержащего 4 мол. % пентахлорида ниобия и 4 мол. % четыреххлористого углерода в течение 15 мин, после чего температуру изделия повышают до 1500 С, предварительно прекра. тив подачу четыреххлористого углерода и за. менив водород на аргон с введением в парогазовую смесь 2 мол, о/о метана. Подложку выдерживают в этих условиях 1 - 2 яик, Затем температуру понижают до 1000 С и ведут процесс 30 мин в потоке паро-газовой смеси, содержащей аргон с 16 мол. % пентахлорида ниобия и 10 мол. о/о метана.При этом получают покрытие из карбида ниобия, толщиной 50 - 90 чк. П р и м е р 3. Для нанесения покрытия измонокарбида тантала на наружную поверхность молибденовой трубки активационную ооработку осуществляют при 450 - 500 С в парогазовой смеси на основе водорода, содержащей 2 мол. /о пентахлорида тантала, 5 мол. % четыреххлористого углерода в течение 20 мин.Затем водород заменяют аргоном, прекращают подачу четыреххлористого углерода, под нимают температуру подложки до 1500 С ии вводят 1 мол. % метана. После выдержки 5 лгин температуру понижают до 1200 С, доводят концентрацию пентахлорида тантала и метана до 20 мол, /о каждого и выдержива ют покрываемое изделие в этих условиях30 мин. После окончания процесса изделие охлаждают в токе аргона. В результате на поверхности молибдена получается плотное мелкозернистое покрытие из карбида тантала, 20 прочно сцепленное с основой. Предмет изобретения1. Способ нанесения покрытий из карбидовметаллов путем термического разложения па ро.газовой смеси, содержащей галогенид металла, водород, углеродсодержащий и инертный газы, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления покрытия с поверхностью изделия и предотвращения ее ох рупчивания, проводят активационную обработку изделий смесью водорода, хлорида ме.талла и четыреххлористого углерода при температуре 300 в 10 С, затем в паро-газовую смесь вводят углеводород и выдерживают изз 5 делие при температуре 1500 в 18 С с последующим ее снижением до температуры осаждения карбида металла.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, чтоосаждение карбида металла осуществляют при 40 атомарном отношении металла галогенида куглероду углеводорода от 1 до 12,