Устройство для получения покрытий из парогазовой фазы

(19) (1 10947 23 С 11/02 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ИЯ:;,. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.С.Плешак повыежности и др . Восстанов. плавких металлов аллургия", 1981,. конструкции, оно точной камерой у смесительной и ре абжено про ановленной ежд рам ста водоро с. 1092, вып. 6 ционнои ка колебаний техника", сер. 7,с. 3-8. ри этом излучател овлен на промежут иная 973,нои камере(21) (22) (46) (72) и А.Х (53) (56) ление АНИЕ ИЗОБРЕ 615571/22-025.07.833.08.84. Бюл(54)(57) ПОКРЫТИЙ держащее вателем, чатель к щ е е с щения ка УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ ФАЗЫ, сореакционную камеру с наг смесительную камеру и из лебаний, о т л и ч а ю -тем, что, с целью ества покрытий и над1109473 Изобретение относится к области получения металлических покрытий путем восстановления газообразных соединений металлов на нагретых поверхностях и может быть использовано, в частности, в электронной .технике, для защиты вольфрамом теплонагружевных поверхностей изделий.Известна установка для осуществления процесса восстановления газооб разных фторидов водородом, содержащая реакционную камеру, камеру довосстановления, холодильник, вакуумный насос, орошаемый скрубер и систему подачи газов, включающую баллоны 15 с водородом и гелием, устройства для очистки и осушки газов, ротаметры для измерения их расходов, контейнериспаритель фторида, стационарный и механический смеситель с электро п приводомОднако это устройство характеризуется сложностью конструкции, недостаточной надежностью из-за небпагоприятных условий работы вакуумного насоса при откачке газа со следами фторидов и сравнительно низким качеством получаемых покрытий.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемаб му результату является установка для получения покрытий из парогазавой фазы, содержащая реакционную камеру с нагревателем, смесительную камеру и излучатель колебаний. Смесительная камера установлена непосредственно на реакторе, а звуковой излучатель смонтирован на смесительной камере Г 23. Однако известное устройство не обеспечивает получение прочных не- напряженных покрытий, устойчивых к разрушению в условиях длительной эксплуатации с многократными циклическими тепловыми нагрузками, Зто объясняется тем, что из-за размецения звукового излучателя на смеси- тельной камере, установленной негосредстненно на реакторе, не обеспечиваются стабильные условия осаждения и однородность потока парогазоной смеси у покрываемой поверхности вследствие интерференции звуконых волн, неизбежной при наложении звуковых колебаний в реакторе.55Кроме того, известное устройство недостаточно надежно вниду того, что из-за размещения звукового излучатейля на смесительной камере, установленной непосредственно на реакторе, основные элементы излучателя, определяющие надежность устройства в целом (мембрана, герметизирующие уплотнения)подвергаются воздействию многократных знакопеременных нагрузок в химически агрессивной среде при 120-130 С, что снижает их ресурс.Целью изобретения является повышение качества покрытий и надеяности конструкции.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для полученияпокрытий из парогазовой фазы, содержащее реакционную камеру с нагревателем, смесительную камеру и излучатель колебаний, снабжено промежуточной камерой, установленной междусмесительной и реакционной камерами,при этом излучатель колебаний установлен на промежуточной камере,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит реакционнуюкамеру 1 с нагревателем 2, к выходукоторой сое,цинительной магистралью 3подключена система 4 улавливаниягазообразных продуктов реакции, выполненная по схеме, включающей камеру доносстановления и поглотительфтористого .водорода (на схеме отдельно не указаны),:Реакционная камера 1 соединительным трубопроводом 5 связана черезвыходной патрубок б с промежуточнойкамерой 7, на которой через уплотнения 8 герметично закреплен излучатель 9 колебаний, имеющий подвижную,циафрагму 10 жестко соединенную тягой 11 с механизмом 12, обеспечивающим ее нознратно-поступательноеперемещение.,Через входной патрубок 13 промежуточная камера 7 соединительноймагистралью 14 связана со смесительной камерой 15 к которой соединитель.ными магистралями 16 подключены источники 17 и 18 соответственно гексафторида вольфрама и водорода с элементами дозировки и контроля расхода(не показаны). Источники 17 и 18 через коммутирующие элементы 19соединены с источником 20 инертногогаза, например аргона, предназначенного для процувки устройства.Устройство работает следующимобразом,Заказ 6010/20 Тираж 900 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 3 110947Покрываемые детали помещают в реакционную камеру 1, после чего производят продувку устройства инертным газом от источника 20. Затем производят продувку устройства водородом от источника 18 и нагревают покрываемые детали в реакционной камере 1 нагревателем 2 до температуры осаждения в потоке водорода.Затем в смесительную камеру 15 10 в потоке водорода вводят гексафторид вольфрама от источника 17 и полу чают парогазовую смесь необходимого состава. Парогазовую смесь пропускают через промежуточную камеру 7 и одновременно приводят в действие механизм 12, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение диафрагмы 10 излучателя 9 колебаний.После наложения в промежуточной камере 7 колебаний на парогазовую смесь ее вводят в реакционную камеру 1 и производят осаждение вольфрама. При достижении покрытия необходимой толщины прекращают подачу гексафторида вольфрама от источника 17, нагрев реакционной камеры 1 нагревателем 2, а затем и действие излучателя 9 колебаний отключением механиз-, ма 12.30Покрываемые детали охлаждают в реакционной камере 1 до комнатной температуры в потоке водорода, после чего отключают источник 18 водорода и подключают источник 20 инертного35 газа коммутирующими элементами 19, а затем извлекают детали с нанесенным на них покрытием из реакционной камеры 1.Введение между смесительной и реак-,щ ционной камерами последовательно соединенной с ними промежуточной камеры с закрепленным на ней излучателем колебаний повышает стабильность процесса осаждения за счет устранения интерференции звуковых волн в реакционной зоне и улучшения однородности потока парогазовой смеси у покрывае 3 4мой поверхности, так как воздействию колебаний в промежуточной камере подвергается уже подготовленная в смеси- тельной камере парогазовая смесь заданного состава.Повышение стабильности процесса осаждения обеспечивает, соответственно, получение покрытий с улучшенными по сравнению с известным устройством прочностными и эксплуатацион-ными характеристиками, Например, покрытия, полученные на устройстве, содержащем промежуточную камеру объемом 9390 см с закрепленным на ней излучателем колебаний с диафрагмой диаметром 145 мм, имеют при комнатной температуре предел прочности при растяжении в направлении, параллельном подложке 49,1-53,5 кг/мм и величину остаточных напряжений первого рода 20-25 кг/мм. Покрытия, полученные на известном устройстве, имеют предел прочности при растяжении 20-25 кг/мм и величину остаточных напряжения первого рода 30- 40 кг/мм Отделение излучателя колебаний от реакционного объема и размещение его на введенной в устройство промежуточной камере, кроме того, снизило до 30-35 С температуру основных элементов излучателя колебаний (мембрана, герметизирующие уплотнения), что повысило надежность устройства в целом. Соединение введенной в устройство промежуточной камеры со смесительной и реакционной камерами последовательно (а не параллельно) обеспечило возможность работы устройства11на проток , и соответственно эффективное удаление из устройства посторонних газов (воздух) при продувке перед началом процесса осаждения.При этом полностью исключены условия для образования взрывоопасной смеси водорода с воздухом, чтообеспечило надежную и безопасную работу устройства