Парогазовая смесь для получения покрытий из тугоплавких металлов

Парогазовая смесь для получения покрытий из тугоплавких металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ПАРОГАЗОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТШ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ термическим разложением при температуре подложки 150-240С, содержащая пары карбонила тугоплавкого металла и серы, отличающаяся тем, что, с целью повышения чистоты покрытий, она дополнительно содержит пары фосфора при соотношении паров серы и фосфора 30:70 - 70:30 и отношение их смеси к парам карбонила составляет 0,64 3 г-атом на 1 г-моль карбонила. 2.Смесь по п. 1 для получения хромовых покрытий термическим разложением при температуре подложки 150-220с, отличающаяся тем, что отношение смеси паров серы и фосфора к карбонилу хрома составляет 0,64-1 г-атом на 1 г-моль. 3.Смесь по п. 1 для получения молибденовых покрытий термическим разложением при температуре подложки 180-200 0, отличающаяс я тем, что отношение смеси паров серы и фосфора к карбонилу молибдена составляет 0,8-2 г-атома на 1 г-моль. 4.Смесь по п. 1 для получения (Л вольфрамовых покрытий при температуре подложки 200-240 С, отличающаяся тем, что отношение смеси паров серы и фосфора к карбонилу вольфрама составляет 1-3 г-атома на 1 ,г-моль.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Sl) < С 23 С 16/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3427923/22-02 (22) 22.04.82 (46) 23.07.85. Бюл. Р 27 (72) Г.А.Домрачев, Б.И.Петров, А.M.ÑëóøêîB и А,Б,Димант (71) Институт химии АН СССР (53) 621.793.16(088.8) (56) Сыркин В.Г. Карбонильные металлы. М., "Металлургия", 1978, с. 178-188.

Патент СНА - 2671739, кл. 427-248, опублик. 1954. (54)(57) 1. ПАРОГАЗОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИ1 ИЗ ТУГОПЛАВКИХ

МЕТАЛЛОВ термическим разложением при температуре подложки 150-240 С, содержащая пары карбонила тугоплав-. кого металла и серы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения чистоты покрытий, она дополнительно содержит пары фосфора при соотношении паров серы и фосфора

30:70 — 70:30 и отношение их смеси

„„SU„„1168628 А к парам карбонила составляет 0,64

3 г-атом на 1 r-моль карбонила.

2. Смесь по и. 1 для получения хромовых покрытий термическим разложением при температуре подложки

150-220 С, отличающаяся тем, что отношение смеси паров серы и фосфора к карбонилу хрома составляет 0,64-1 г-атом на 1 r-моль.

3. Смесь по п. 1 для получения молибденовых покрытий термическим разложением при температуре подложки 180-200 С, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что отношение смеси паров серы и фосфора к карбонилу молибдена составляет 0,8-2 r-атома на 1 г-моль.

4. Смесь по п. 1 для получения вольфрамовых покрытий при температуо ре подложки 200-240 С, о т л и ч аю щ а я с я тем, что отношение смеси паров серы и фосфора к карбонилу вольфрама составляет 1-3 г-атома на 1,г-моль.

628

11 68

Изобретение относится к получению металлических покрытий путем терми-, ческого разложения или восстановления газов на нагретых поверхностях карбонильным способом и может быть исполь- зовано для получения тугоплавких металлических покрытий на изделиях, применяемых в автомобильной промышленности, приборостроении и самолетостроении и.др. отраслях техники. 10

Цель изобретения — повышение чистоты покрытий из тугоплавких металлов, в частности хрома, молибдена, вольфрама, осаждаемых из парогазовой

„смеси карбонила соответствующего ме- 15 ,талла и серы, термическим разложени" ем при температуре подложки 150—

240 С за счет введения в парогазовую смесь добавок фосфора.

В камере металлизации создается давление 0,13-1,3 Па. Подложку нагревают до 150-240 С, в случае карбонила хрома — до 150-220 С, карбонила молибдена — до 180-200 С, карбонила вольфрама — до 200-240 C. Пары карбонила металла, серы и фосфора через смеситель вводят в камеру металлизации. Смесь серы и фосфора вводят в количестве 0,64-3 r-атом на 1 г-моль карбонила при соотно30 шении серы и фосфора 30:70 — 70:30.

Время металлизации составляет 10 мин.

В качестве материала подложки могут быть использованы кварц, стекло, ситалл и пластмассы. При этом разложение карбонила хрома проводят при

150-220 С и количестве смеси паров серы и фосфора, равном 0,64

1,4 г-атома на 1 г-моль карбонила.

Разложение карбонила молибдена проводят при 180-200 С и количестве смеси паров серы и фосфора, равном

0,8-2 r-атома на 1 г-моль карбонила.

Разложение карбонила вольфрама проводят при 200-240 С и количестве смеси паров серы и фосфора, равном

1-3 г-атома íà 1 r-моль карбонила.

Добавки фосфора способствуют удалению серы из осаждаемых покрытий, :ак как фосфор легко реагирует с серой с образованием сульфидов фосфора, тем самым покрытия не загрязняются серой и фосфором. Вместе с тем фосфор является хорошим восстановителем металлов. Количество фосфора и серы берется в соотношении 70:3030:70, необходимом для образования сульфидов фосфора.

Содержание смеси паров серы и фосфора соответственно для каждого карбонила меньше нижнего предела недопустимо, так как при этом скорость процесса, а следовательно, и толщина покрытия ничтожно малы, а содержание смеси паров серы и фосфора больше верхнего предела экономически нецелесообразно, так как при этом не происходит увеличения скорости металлизации.

Разложение карбонилов в присутствии смеси паров серы и фосфора в соотношении (30:70 сопровождается получением покрытий с примесями углерода до 13Х и фосфора до 81.

Разложение карбонила в присутствии смеси паров серы и фосфора в соотношении )70;30 сопровождается получением покрытий с примесями. углерода до. 137 серы до 16Х. При температурах ниже нижнего предела металлизация практически не идет.

При температурах выше верхнего пре:дела образуются сажистые порошко образные осадки.

Примеры предлагаемых покрытий и их свойства приведены в таблице.

Состав покрытия анализируют двумя методами. Используют рентгенофазовый анализ — метод "поршков" в камере Дебая-Шеррера. При этом пленку покрытия анализируют до отжига и после отжига.

Время отжига 3 ч при 700-900 С и давлении 10 Па. Кроме того, для определения наличия в покрытиях примесных элементов используют метод элементного анализа сжиганием. Толщину покрытия определяют на толщинометре ИКВ-3

Как видно из приведенных данных предлагаемые покрытия не содержат примесей углерода, серы и фосфора.

Кроме того, осуществление процесса при сравнительно низких температурах позволяет использовать изобретение для получения покрытий на термонестабильных подложках и формировать покрытие заданной толщины.

Указанные преимущества позволят использовать изобретение в различных отраслях народного хозяйства, в част„° ности в автомобильной Промышленности, приборостроении, самолетостроении и др.

1168628!

Ц

QJ а (c и х

Ц

0l Х ( ах и ХеLA л х

С! д х х д

Э g CO о и Q

Ц е»

d! Х 00 а х л

v x х х х

Ц (О в M

О, а и!

dl

Ц а х

v x х

IL Ch хо

Ц C(c

0I а аю и

Д со

1

Ц в хо а х

v хсч (7(О л (Ч ое

v х ю

СС

01 (о (В

° »

Х а и

СС

IL

Л

Ц Ф в л а

V е» х х цо

0l а а и

v хсч

1 д о

tC Ctt и х ю

tO Ch (0 Ch

Х л ио со

С 4 л

СЧ х х х

Ц л

Э CD а

5х-а м и хсч

td

I Е ц о о в ссм Р ах лх

v х(ч и

Д СО Д

Х (е1 их(чи

I х и х о1

Q л (б м х а В (4 Ц х х о о а

g а ео (б е

СЧ х х

Cd СЧ х л

Д е(о w (0 ° л

vA A в ("1

Х л оv о

Д

Х Д Ое

Э g Ih (Ч к о v xи

Э ,0 л

CIVIC Н аих

lO х о в д 1 Ц

0l Х Д сч (O хвцхсчх

Х (0 ах воихсчо х X

& I л

3 04 Х сч о, Х (6 л х и(о (ч с( о cd и ве х (С х

Ц 00

Э С 4 а

v (g

УЮ

V СЧ х о.

Ц(Ч Х

v (4 о, (6 х

ЦЮ а и (0

vсч в ((!

Н 4 Е х х х Ф

Ц w

Э а а

v (0 а

О о о

4С

Н о а о

СС

v (»

0l Х

Ц и (0 В (d О, л

a vО о

Д х 1

Э cd Х о5(о х х х цл

Э а

О, л в и- ц О х х о

Д Ю

Й! е Cd исч m сс о B х х

Д

Я и л с а д л Х

Х (с4

О (0 (ф

I-l О Е х

Э ХЧ0 Х а Х л IO ихсча

Cd (С д л

tC е °

v хм

cd м ю е х х

Cd в хл

Х Д (4

1- gQ а исч

М о

Снв

X о а х

> ( и (О 0)

Cd td Е х

v o

a> v

I- V

Х CI

Д

tC и х

С 4 СО

1 о о-ф ! — л ф охи о сч еО °

1 в

1 х

1 ЯЛ м

° Ь о (1 с 1 е М

1 а а а

I О О!, CO а а о (» (С а э и

QQPQQQQQ о оо (((со о о е е ° СЧ е ° СЧ е о о со сЧ °

СЧ о.о со о

E х и

Н х о х х

Ю 2

С( ео СЧ

O л

Ю а

СЧ мюо со л а л а юо о

0О 00 00 CV а л е

Ю Ю (Ч С 1

Э3 ! Н о Х с

И 0( о аа о во и uе

О

СЧ

° е о

CO юоо

CO (Ct ((t о о о (Ч (Cc (n

О О О О О л (((° е ч ° ° е е ° °

О О О О О

С(С1 С1 С 0 оо

cv м ес ° ° оо ек7 л о

Ф Ъ

° ° о л о

1 Х

1 Ц о

IC u

v p

1 Х X

I 1 1

04 О (С

1 U IO X х о g o (ххх

I I

04 О (О

V IO Х (б

ы ар ц х

Э 04 2 О В с» х х х ц

1

1 в dl

X x о и х о и х о

1 С (0

1 K

e v

X o

0I «

1х (0 О

1 а 6) са о е

I x

I Э

I Э cd

1 о а (е (С О

>х (. х х х! ц а

1 д ttl (-,х

1 о ь;

1 (0 х ю о о о

Ф (с Ю сО е СЧ °

Иахо. ао о 1-

Э & (О cd Д 1

vvo.ц1

О cd С. О (0 9 !С X 1 ео о I 1

Р» Х 4(g С» 1 О о о о о л м (с(° е ° с ° е о о о о м л tn м м (D е- (О е- ел л A л л ою» о о м м м 00 00 л л л а о - ю о1168623

Cfa

СЧ а

М х х

Ц

Э а и

00 а о

00 сФ а

СЪ

СЪ

CaIC

OI I0

5е

u p. о ы х о

Q Й

2 с1 yO о а

0Э ф о ф и

e Q х о и

g 3

O М и х а а а

Q ч а

I ф

5ю

Са!

00 а а чо х

ОЪ IC оъ х о ° 6

g4 а

Q е»

00 а

Д I о v

1 !

g ° ф

Ik х

Ц ССЪ

Э а е

° х е» ф а Х

° Д С1

СЪ а

$ CV ф

CIf С Ъ Ц и СЧ ЪО!

Я х а фх

0э х а В л ъо а

СЧ

CV

00 а

CaI

» а

0f ф IC ео ф К) ее

Ц а ф

Q 0aI IaI ф чав

1 м

CO а ф

CV 0Iu ф б в х х

Ф 00

1 I

0О СЧ Л

» а о

1 I л о

С Ъ

° » 00

4 Ъ а о

С Ъ

С Ъ а а о ф ° Cfa а а а ооа

Ю о о о о ооо

СаС СЧ Caf оо

O CaI

C)

СЧ

СЧ О СС\ СЧ . С Ъ

oh а а а сч Осч ф а

СЧ е» иЪ

0О Л а а о» о

СЪ

Р

СЪ о о о

0O an an

° ° ЭВ ЭФ ооо

СЧ an an о

С Ъ

° 1 ь л оо

4"Ъ l\

° ° ФФ оо ле о о о

° n с с

° Ф ° ° ° Э о о о

О Ъ С Ъ С Ъ ооо о о о

e anan оэо

u ve ф

1 х а

Э ф (3 ф смфх о х ф о

x v и я

Э, а

4 ф о х х

Я х х х э ц а

Д н х

О 0 ; х х

Х IC и о х

ХI-фМOХО х и е ао о1

ЭЭ ЭВЮф Д

Нь Хииа1

Ф Р о ф х х д

IaI И g а Э и

Р

0I о ф а

О Э д I о v

Д 1 о v

Д I о и н

С Ъ СС)

00 а- 01 а- та а а ° 1 а а оо о о

ООО О О О ф0Оф W 0О О

° м е Caa ° СЧ

00 ф

3 ф:- о ф 5 ф х Ф

CaI Д СС) О Caf ai g СЧ х сч 67 и сч caf ф ф ъо В о В

„5

Д 1 ц х д ююхф

o,о и х

yi у и

v x

° ° g в !ч

СЪ 3

:.W

" 3

О !0 ffa о а

» 1 м v

"-1