Новая концепция покрытия

Новая концепция покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к новой концепции покрытия, композиции покрытия, способу получения продукта с нанесенным покрытием и вариантам их использования.

Уровень техники

На сегодняшний день существуют различные способы соединения, предназначенные для соединения друг с другом сплавов, имеющих высокие температуры плавления. Под высокой температурой подразумевается температура плавления большая чем 900°С. Одним обычным способом, который используют, является сварка. Сварка относится к способу, где материал основы расплавляют в присутствии или в отсутствие дополнительного материала, то есть создание отлитого продукта в результате плавления и повторного затвердевания. Еще одним способом соединения является пайка твердым припоем. Во время способа пайки твердым припоем к материалу основы добавляют твердый припой и во время способа твердый припой расплавляют при температуре большей чем 450°С, то есть образование жидкой межфазной поверхности, при температуре, меньшей, чем температура ликвидуса соединяемого материала основы. В случае пайки твердым припоем жидкая межфазная поверхность должна характеризоваться хорошими смачиванием и текучестью. Пайка мягким припоем представляет собой способ, при котором две и более металлические позиции соединяют друг с другом в результате плавления и течения металла припоя, то есть мягкого припоя, в место соединения, при этом мягкий припой имеет меньшую температуру плавления в сопоставлении с обрабатываемым изделием. При пайке твердым припоем металл припоя расплавляется при температуре большей, чем в случае мягкого припоя, но металл обрабатываемого изделия не плавится. Различие между пайкой мягким припоем и пайкой твердым припоем базируется на температуре плавления сплава припоя. В качестве практичной точки разграничения между пайкой мягким припоем и пайкой твердым припоем обычно используют температуру 450°С.

При проведении пайки твердым припоем твердый припой наносят в контакте с зазором или просветом между соединяемыми материалами основы. Во время способа нагревания твердый припой расплавляется и заполняет соединяемый зазор. В способе пайки твердым припоем имеются три основных этапа, при этом первый этап называют физическим этапом. Физический этап включает смачивание и течение твердого припоя. Второй этап обычно имеет место при заданной температуре соединения. Во время данного этапа происходит взаимодействие твердое вещество - жидкость, что сопровождается существенным массопереносом. На данном этапе объем материала основы, который непосредственно примыкает к жидкому металлу припоя либо растворяется, либо вступает в реакцию с металлом припоя. В то же самое время небольшое количество элементов из жидких фаз проникает в твердый материал основы. Данное перераспределение компонентов на площади соединения в результате приводит к изменениям состава металла припоя и иногда к началу затвердевания металла припоя. Последний этап, который перекрывается со вторым, характеризуется образованием конечной микроструктуры соединения и протекает во время затвердевания и охлаждения соединения.

Способом, тесно связанным со сваркой и пайкой твердым припоем, является диффузионная пайка твердым припоем (ДПТП), также называемая соединением в исчезающей жидкой фазе (СИЖФ) или активированным диффузионным соединением (АДС). Иногда упоминают диффузионное соединение, но диффузионное соединение относится к диффузионной пайке твердым припоем или диффузионной сварке, и в настоящее время диффузионное соединение считается нестандартным термином.

Диффузионная пайка твердым припоем (ДПТП), соединение в исчезающей жидкой фазе (СИЖФ) или активированное диффузионное соединение (АДС) представляют собой способ, который обеспечивает коалесцирование или соединение металлов в результате нагревания их до подходящей для использования температуры пайки твердым припоем, при которой либо предварительно размещенный металл припоя будет плавиться или течь под действием капиллярного притяжения, либо жидкая фаза будет образовываться «по месту» между двумя поверхностями, находящимися в контакте одна с другой. В любом случае металл припоя диффундирует в материал основы вплоть до достижения физическими и механическими свойствами соединения почти идентичности с тем, что имеет место для металла основы. Два критических аспекта способов ДПТП, СИЖФ или АДС заключаются в том, что:

- на площади соединения должна образовываться и становиться активной жидкость; и

- должна происходить обширная диффузия элементов металла припоя в материал основы.

Способы получения соединения, близкого или идентичного соединению, полученному в случае использования способов ДПТП, СИЖФ или АДС, но при демонстрации преимущества пайки твердым припоем, например, при демонстрации возможности пайки твердым припоем для более крупных зазоров и тому подобного, заключаются в использовании методики пайки твердым припоем и твердых припоев, описанных в публикациях WO 2002/38327, WO 2008/060225 и WO 2008/060226, в результате использования твердого припоя, то есть сплава для пайки твердым припоем, с составом, близким к составу материала основы, но при добавлении понизителей температуры плавления, например кремния, и/или бора, и/или фосфора. В результате проведения данной операции соединение, паянное твердым припоем, будет иметь состав, близкий к тому, что имеет место для материала основы после пайки твердым припоем, поскольку твердый припой обладал составом, подобным тому, что и у материала основы, твердый припой будет смешиваться с материалом основы вследствие растворения материала основы, и понизители температуры плавления будут диффундировать в материал основы.

Существует множество причин для выбора определенного способа соединения, таких как стоимость, производительность, безопасность, скорость и свойства соединенного продукта. Тесно связанные модули упругости будут уменьшать риск возникновения высоких напряжений в материале при большем модуле упругости в случае нагружения материала. При подобии коэффициента термического расширения результат будет заключаться в уменьшении термических напряжений. При подобии электрохимического потенциала результат будет заключаться в уменьшении риска возникновения коррозии.

Использование припоев, то есть сплавов, при соединении металлов основы является усложненным способом. Припой должен иметь форму, которая могла бы быть нанесена на металл основы до нагревания. Обычно припои представляют собой частицы, подходящим для использования образом полученные в результате измельчения, но припои также могут иметь форму фольги, полученной в результате «формования из расплава», то есть быстрого затвердевания (БЗ). Что касается способа БЗ, то по способу БЗ можно получить только ограниченное количество композиций. Количество композиций, которое может быть получено в форме частиц, то есть порошка, является более значительным, и обычное получение порошков заключается в измельчении. В случае припоев в форме порошков их зачастую будут объединять со связующими для получения пасты, которую можно было бы наносить на металл основы по любому подходящему для использования способу. Получение фольги или получение порошкообразных сплавов представляют собой усложненные способы и поэтому являются дорогими. В случае использования порошков порошки будут подходящими для использования при нанесении в форме пасты, как это упоминалось выше, это будет добавлять дополнительную стадию к способу, поскольку пасту необходимо смешивать со связующими и другими компонентами, которые являются выгодными для свойств пасты. Для обоих способов проводят большой объем работы для получения надлежащих вида, свойств, формы и состава припоя перед плавлением и соединением.

Изобретение

Одна цель изобретения заключается в уменьшении количества стадий способа при нанесении покрытия на подложки из исходных материалов. Еще одна цель заключается в упрощении нанесения покрытия на исходные материалы и, таким образом, в уменьшении стоимости.

По возможности в случае выбора материалов покрытия твердым припоем выгодной будет композиция, близкая к исходному материалу, поскольку для целей изготовления продукта выбрали исходный материал. В случае наличия такой возможности и отсутствия ограничения по стоимости лучше всего было бы разработать одно покрытие твердым припоем для каждого исходного материала. Поэтому еще одна цель изобретения заключается в уменьшении требуемого количества покрытий твердым припоем.

В соответствии с этим настоящее изобретение предлагает решение для технических проблем и целей при использовании новой и изобретенной концепции покрытия. Первый аспект относится к композиции покрытия, содержащей механическую смесь из по меньшей мере одного источника бора и по меньшей мере одного источника кремния, и композиция покрытия включает, кроме того, частицы, такие как частицы, демонстрирующие характеристики износостойкости, или частицы, демонстрирующие характеристики усиления поверхности, или частицы, обладающие каталитическими свойствами, или их комбинации, где смесь содержит бор и кремний при массовом соотношении между бором и кремнием в диапазоне от приблизительно 3:100 (мас.):(мас.) до приблизительно 100:3 (мас.):(мас.), где кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 25% (мас.), и где по меньшей мере один источник бора и по меньшей мере один источник кремния свободны от кислорода за исключением присутствия неизбежных количеств загрязняющего кислорода, и где смесь является механической смесью из частиц, и частицы характеризуются средним размером частиц меньшим чем 250 мкм.

Композиция покрытия в смысле изобретения относится к материалу, подходящему для использования при нанесении покрытия на подожки. Композиция покрытия добавляет свойства подложкам с нанесенными покрытиями. Примерами свойств являются износостойкость, характеристики усиления поверхности, каталитические свойства или их комбинации. Добавление свойств осуществляет композиция, включающая частицы и механическую смесь из по меньшей мере одного источника бора и по меньшей мере одного источника кремния.

Механическая смесь из порошков относится к механическому смешиванию двух и более компонентов. Механическая смесь из порошков представляет собой частицы из различных источников, каждый тип частицы представляет собой либо источник бора, либо источник кремния.

Частицы, обладающие свойствами, которые добавляются к свойствам поверхности подложки, являются, например, частицами, демонстрирующими характеристики износостойкости, или частицами, демонстрирующими характеристики усиления поверхности, или частицами, обладающими каталитическими свойствами, или их комбинациями.

Композиция покрытия настоящего изобретения является выгодной в том смысле, что она обеспечивает возможности получения подложек с нанесенными покрытиями. Полученный материал покрытия на подложке является материалом, подобным материалу (материалам) подложек, за исключением того, что слой нанесенного покрытия содержит дополнительные количества элементов смеси и частиц покрытия. В результате обеспечения получения материала нанесенного покрытия, где материал нанесенного покрытия частично имеет своим происхождением исходный материал подложек, могут быть по меньшей мере уменьшены риски возникновения коррозии.

Подложки относятся к деталям получаемого продукта, детали могли бы представлять собой, например, нижеследующее, но не ограничиваются только этим: толстые детали, такие как сепараторы или декантаторы и тому подобное, или тонкие детали, такие как пластины или рулоны. Подложки могли бы представлять собой любые детали, на которые необходимо нанести покрытие. Подложка также могла бы представлять собой обрабатываемые изделия. Подложки представляют собой исходные материалы, то есть материал для нанесения покрытия. Исходные материалы относятся к исходным материалам или исходным сплавам, упомянутые исходный материал или исходные сплавы являются подходящими для использования при нанесении покрытия. Примеры исходных материалов могут быть найдены в таблице 1, изобретение не ограничивается примерами в таблице 1.

Исходный материал представляет собой металл или сплав. Сплав определяют как однородные ассоциацию или соединение двух и более элементов, при этом сплав демонстрирует выраженную степень всех или большинства тех характеристик, которые обычно описываются как металлические. Сплавы представляют собой соединения, а не просто смеси. Металл представляет собой элемент, который обладает металлическими свойствами.

Бор при классификации относят к металлоиду, а не к металлу. Кремний представляет собой четырехвалентный металлоид, а не металл. Кремний и бор могут быть сплавами в случае их нахождения в соединении совместно с металлическим элементом.

Соединения представляют собой комбинации из двух и более элементов. Стекло, сталь, оксид железа представляют собой соединения, где каждый атом притягивается всеми соседними атомами таким образом, чтобы получить однородное или очень близкое к однородному твердое тело, такие тела, очевидно, представляют собой не просто механические смеси, химические соединения с варьирующимся или неопределенным составом, такие как силикаты, полимеры являются химически объединенными, но представляют собой соединение с варьирующимися составами.

Как полагают изобретатели без связывания себя какой-либо конкретной теорией, присутствие бора обеспечивает смачиваемость и уменьшение температуры плавления, а кремний обеспечивает уменьшение температуры плавления.

Источник бора относится к элементарному бору (В), сплаву или соединению, содержащему бор.

Источник кремния относится к элементарному кремнию (Si), сплаву или соединению, содержащему кремний.

Загрязняющий кислород относится к неизбежным количествам кислорода, которые, например, содержатся в технических сортах и тому подобном для источника кремния или источника бора, и данное количество может составлять вплоть до 5% (мас.) кислорода в источнике бора и вплоть до 5% (мас.) в источнике кремния. Загрязняющий кислород может составлять вплоть до 10% (мас.).

В соответствии с одним примером источник кремния выбран из одного или нескольких представителей, выбранных из элементарного кремния, сплава, содержащего кремний, или соединения, содержащего кремний.

В соответствии с еще одним примером источник бора выбран из одного или нескольких представителей, выбранных из элементарного бора, сплава, содержащего бор, или соединения, содержащего бор.

В соответствии с одним дополнительным примером источник бора выбран из элементарного бора, карбидов бора, боридов никеля, боридов кремния, а источник кремния выбран из элементарного кремния, карбидов кремния, боридов кремния и силицидов железа.

В соответствии с одним дополнительным примером по меньшей мере один источник бора может быть выбран из элементарного бора, В₄С, В₄Si, B₃Si, NiB и FeB, а по меньшей мере один источник кремния может быть выбран из элементарного кремния, FeSi, SiC и B₄Si, B₃Si.

В соответствии с одним дополнительным примером частицы характеризуются размером частиц меньшим чем 250 мкм. В соответствии с одним дополнительным примером размер частиц является меньшим чем 160 мкм. В соответствии с одним дополнительным примером размер частиц является меньшим чем 100 мкм. В соответствии с одним дополнительным примером размер частиц является меньшим, чем 50 мкм.

В соответствии с одним дополнительным примером кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 25% (мас.), предпочтительно кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 35% (мас.), более предпочтительно кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 40% (мас.), наиболее предпочтительно кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 45% (мас.).

В соответствии с одним дополнительным примером кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 50% (мас.), предпочтительно кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 60% (мас.), более предпочтительно кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 70% (мас.), наиболее предпочтительно кремний и бор присутствуют в смеси при по меньшей мере 80% (мас.).

Количество кремния и бора в смеси зависит от степени чистоты кремния и бора, но также и от типа источника кремния или источника бора, которые содержатся в смеси. Например, в случае источника кремния в виде Fe-Si Fe является тяжелым, и количество кремния и бора будет уменьшенным. В таблице представлено несколько примеров.

Таблица 1
Смесь	В или Si	В4C, Fe-B, Fe-Si, Ni-B	Si	B	Совокупная масса	Масса B+Si	Кол-во B+Si [% (мас.) ]
Si/В4C	10,0	2,6		2,0	12,6	12,0	95,2
Si/Fe-В	10,1	12,5		2,0	22,6	12,1	53,5
В/Fe-Si	2,0	30,2	10,1		32,6	12,1	37,6
Si/Ni-В	10,1	13,0		2,0	23,1	12,1	52,4

В соответствии с одним дополнительным примером смесь характеризуется массовым соотношением бора к кремнию в диапазоне от приблизительно 5:100 до приблизительно 2:1.

В соответствии с одним дополнительным примером смесь характеризуется массовым соотношением бора к кремнию в диапазоне от приблизительно 5:100 до приблизительно 2:1.

В соответствии с одним дополнительным примером смесь характеризуется массовым соотношением бора к кремнию в диапазоне от приблизительно 1:10 до приблизительно 7:10.

В соответствии с одним дополнительным примером смесь характеризуется массовым соотношением бора к кремнию в диапазоне от приблизительно 15:100 до приблизительно 4:10.

В соответствии с одним примером частицы, демонстрирующие характеристики износостойкости, являются жесткими частицами, выбранными из частиц на основе оксидов, нитридов, карбидов, боридов или их смесей.

В соответствии с еще одним примером частицы, демонстрирующие характеристики усиления поверхности, представляют собой, например, цеолиты.

В соответствии с еще одним примером частицы, обладающие каталитическими свойствами, представляют собой, например, оксиды титана, оксиды магния, оксиды цинка и тому подобное.

В соответствии с еще одним примером частицами, демонстрирующими характеристики износостойкости, являются один или несколько представителей, выбранных из карбида вольфрама, (кубического) нитрида бора, нитрида титана, алмазов, металлокомпозитов, боридов хрома. Частицы подвергают предварительному плакированию при использовании металлов, например никеля.

В соответствии с еще одним примером композиция покрытия, кроме того, включает порошки исходного материала, где исходный материал присутствует в количестве меньшем чем 75% (мас.) в расчете на совокупную массу кремния, бора и исходного материала.

В соответствии с еще одним примером композиция покрытия, кроме того, содержит сплав для пайки твердым припоем.

В соответствии с одним дополнительным примером композиция покрытия, кроме того, содержит по меньшей мере одно связующее, выбранное из растворителей, воды, масел, гелей, лаков, олифы, полимеров, воска или их комбинаций.

В рамках одного примера связующее может быть выбрано из сложных полиэфиров, полиэтиленов, полипропиленов, акриловых полимеров, (мет)акриловых полимеров, поливиниловых спиртов, поливинилацетатов, полистиролов, восков.

В соответствии с одним дополнительным примером связующее может представлять собой сложный полиэфир, воск или их комбинации.

В соответствии с одним дополнительным примером композиция покрытия представляет собой краску, или композиция покрытия представляет собой пасту, или композиция покрытия представляет собой дисперсию.

В соответствии с одним дополнительным примером связующее представляет собой гель, и композиция покрытия представляет собой пасту.

Одно преимущество в случае композиции покрытия в виде пасты будет заключаться в возможности легкого нанесения пасты на выбранные площади на подложке.

В соответствии с одним дополнительным примером связующее представляет собой лак или олифу, а композиция покрытия представляет собой краску.

Одно преимущество в случае композиции покрытия в виде краски будет заключаться в возможности легких распределения краски по поверхности подложки и ее приставания к поверхности и поэтому в возможности обращения, например, во время транспортирования, прессования, резки и тому подобного.

В соответствии с одним дополнительным примером связующее выбрано из сложных полиэфиров, полиэтиленов, полипропиленов, акриловых полимеров, (мет)акриловых полимеров, поливиниловых спиртов, поливинилацетатов, полистиролов, восков или их комбинаций, и композиция покрытия представляет собой краску или композиция покрытия представляет собой пасту.

В соответствии с одним дополнительным примером связующее выбрано из сложных полиэфиров, полиэтиленов, полипропиленов, акриловых полимеров, (мет)акриловых полимеров, поливиниловых спиртов, поливинилацетатов, полистиролов, восков или их комбинаций, и композиция покрытия представляет собой краску.

В соответствии с одним дополнительным примером связующее выбрано из сложных полиэфиров, полиэтиленов, полипропиленов, акриловых полимеров, (мет)акриловых полимеров, поливиниловых спиртов, поливинилацетатов, полистиролов, восков или их комбинаций, и композиция покрытия представляет собой пасту.

В соответствии с одним дополнительным примером смесь диспергируют в связующем.

В соответствии с одним дополнительным примером композиция покрытия представляет собой дисперсию.

Одно преимущество в случае композиции покрытия в виде дисперсии заключается в возможности легкого упаривания связующего после нанесения дисперсии на поверхность подложки. Еще одно преимущество заключается во включении в покрытие меньшего количества дополнительного углерода.

Второй аспект изобретения относится к продукту, включающему подложку из исходного материала, где данный исходный материал имеет температуру солидуса большую чем 1100°С, и продукт также включает композицию покрытия, соответствующую примерам первого аспекта, по меньшей мере часть продукта имеет поверхностный слой композиции покрытия. Примеры различных исходных материалов перечисляются в таблице 2, исходные материалы изобретения перечисленными материалами не ограничиваются.

Таблица 2
Исходный материал	Приблизительная температура солидуса [°C]	Приблизительная температура ликвидуса [°C]
Nickel 200/201	1435	1445
Nicrofer 5923hMo	1310	1360
Hastelloy®C-2000®Alloy	1328	1358
Hastelloy B3	1370	1418
Alloy C22	1357	1399
Inconel 625	1290	1350
Alloy C 276	1325	1370
Nicrofer 3033	1330	1370
Nicrofer 3127HMo	1350	1370
AL6XN	1320	1400
254SMO	1325	1400
Monel 400	1299	1348
Мягкая сталь	1505	1535
Stainless steel Type 316	1390	1440
Stainless steel type 304	1399	1421

В зависимости от того, какой исходный материал используют в соответствии с изобретением, существуют различные предпочтительные исходные материалы, имеющие различные температуры солидуса, то есть температуры, при которых материал затвердевает. Температура солидуса исходного материала может быть большей, чем 1100°С.

В соответствии с одним дополнительным примером исходный материал имеет температуру солидуса большую чем 1220°С. В соответствии с одним дополнительным примером исходный материал имеет температуру солидуса большую чем 1250°С. В соответствии с одним дополнительным примером исходный материал имеет температуру солидуса, большую, чем 1300°С.

В соответствии с одним примером исходный материал выбран из сплавов на основе железа, сплавов на основе никеля, сплавов на основе хрома, сплавов на основе кобальта и сплавов на основе меди.

В соответствии с еще одним примером исходный материал содержит от приблизительно 15 до приблизительно 22% (мас.) хрома, от приблизительно 8 до приблизительно 22% (мас.) никеля, от приблизительно 0 до приблизительно 3% (мас.) марганца, от приблизительно 0 до приблизительно 1,5% (мас.) кремния, от приблизительно 0 до приблизительно 8% (мас.) молибдена при балансовом содержании железа.

В соответствии с еще одним примером исходный материал содержит от приблизительно 80% (мас.) Ni.

В соответствии с еще одним примером исходный материал содержит более, чем 50% (мас.) Fe, менее, чем 13% (мас.) Cr, менее, чем 1% (мас.) Мо, менее, чем 1% (мас.) Ni и менее, чем 3% (мас.) Mn.

В соответствии с еще одним примером исходный материал содержит более, чем 10% (мас.) Cr и более, чем 60% (мас.) Ni.

В соответствии с еще одним примером исходный материал содержит более, чем 15% (мас.) Cr, более, чем 10% (мас.) Мо и более, чем 50% (мас.) Ni.

В соответствии с дополнительным примером исходный материал содержит более чем 10% (мас.) Fe, от 0,1 до 30% (мас.) Мо, от 0,1 до 30% (мас.) Ni и более чем 50% (мас.) Со.

В соответствии с дополнительным примером подложки представляют собой рулоны, пластины, детали, листы.

Третий аспект относится к продукту с нанесенным покрытием, полученному в результате нагревания продукта, соответствующего примерам второго аспекта, до температуры пайки твердым припоем.

В соответствии с одним примером продукт с нанесенным покрытием представляет собой полученные пластины теплообменника с нанесенным покрытием, пластины реактора с нанесенным покрытием, детали реакторов с нанесенным покрытием, детали сепараторов с нанесенным покрытием, детали декантаторов с нанесенным покрытием, детали насосов с нанесенным покрытием, детали клапанов с нанесенным покрытием.

Четвертый аспект относится к способу получения продукта с нанесенным покрытием из по меньшей мере одной подложки исходного материала, включающему:

Стадию (i): нанесение по меньшей мере на одну подожку по меньшей мере одного источника кремния и по меньшей мере одного источника бора и частиц, выбранных из частиц, демонстрирующих характеристики износостойкости, частиц, демонстрирующих характеристики усиления поверхности, частиц, обладающих каталитическими свойствами, или их комбинаций;

Стадию (ii): нагревание подвергаемой нанесению по меньшей мере одной подложки до температуры пайки твердым припоем меньшей чем 1250°С, в печи, в вакууме, в инертном газе, в восстановительной атмосфере или их комбинациях; и

Стадию (iii): охлаждение нагретой подвергаемой нанесению по меньшей мере одной подложки и получение продукта с нанесенным покрытием.

В соответствии с одним примером способ может включать нанесение механической смеси из по меньшей мере одного источника кремния и по меньшей мере одного источника бора.

В соответствии с одним примером способ может включать идентичность по меньшей мере одного источника кремния и по меньшей мере одного источника бора, предпочтительно источник бора и источник кремния представляют собой бориды кремния.

В соответствии с одним примером способ может включать возможность нанесения по меньшей мере одного источника кремния в виде одного слоя на подложку и возможность нанесения по меньшей мере одного источника бора в виде еще одного слоя на подложку.

В соответствии с одним примером способ может включать возможность нанесения по меньшей мере одного источника бора в виде одного первого слоя на подложку и возможность нанесения по меньшей мере одного источника кремния в виде второго слоя поверх первого слоя на подложку.

В соответствии с одним примером способ включает на стадии (i) композицию покрытия, соответствующую примерам первого аспекта.

В соответствии с одним дополнительным примером способ включает на стадии (i) соответствие полученного продукта примерам второго аспекта.

В соответствии с одним дополнительным примером способ включает на стадии (iii) соответствие полученного продукта третьему аспекту.

В соответствии с одним примером полученный продукт нагревают при температуре меньшей чем 1250°С. В соответствии с еще одной альтернативой изобретения продукт может быть нагрет при температуре меньшей чем 1200°С. В соответствии с одной дополнительной альтернативой изобретения продукт может быть нагрет при температуре большей чем 1100°С. В соответствии с одной дополнительной альтернативой изобретения продукт может быть нагрет в диапазоне от приблизительно 1100°С до приблизительно 1250°С.

Поверхностный слой может быть нанесен в виде порошка композиции покрытия или по способу, такому как физическое парофазное осаждение (ФПФО) или химическое парофазное осаждение (ХПФО). Физическое парофазное осаждение (ФПФО) представляет собой широкий спектр вакуумного осаждения и является общим термином, использующимся для описания любого из широкого спектра способов осаждения тонких пленок в результате конденсации испарившейся формы желательного материала пленки на различные поверхности обрабатываемого изделия, например на полупроводниковые пластины. Способ нанесения покрытия включает чисто физические способы, такие как высокотемпературное вакуумное испарение с последующей конденсацией или плазменная напылительная бомбардировка, вместо включения химической реакции на поверхности для нанесения покрытия как при химическом парофазном осаждении. Химическое парофазное осаждение (ХПФО) представляет собой химический способ, использующийся для получения высокочистых высокотехнологичных твердых материалов. Способ, например, используют в полупроводниковой промышленности для изготовления тонких пленок. В одном типичном способе ХПФО полупроводниковую пластину, то есть подложку, подвергают воздействию одного или нескольких летучих предшественников, которые вступают в реакцию и/или разлагаются на поверхности подложки с образованием желательного отложения. Зачастую также образуются летучие побочные продукты, которые удаляют в результате наличия течения газа через реакционную камеру.

Способ также может включать выбор полученного продукта с нанесенным покрытием из теплообменников, пластинчатых реакторов, деталей реакторов, деталей сепараторов, деталей декантаторов, деталей насосов, деталей клапанов и тому подобного.

Пятый аспект относится к использованию композиции покрытия для получения продукта с нанесенным покрытием.

Шестой аспект относится к использованию композиции покрытия для нанесения покрытия на детали или пластины теплообменников, нанесения покрытия на пластинчатые реакторы, нанесения покрытия на детали реакторов, нанесения покрытия на детали сепараторов, нанесения покрытия на детали декантаторов.

Другие варианты осуществления и альтернативы определяются формулой изобретения.

В последующем изложении изобретение будет разъясняться при использовании фигур 1-6. Фигуры предназначены для целей демонстрирования изобретения и не предполагают ограничения его объема.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 демонстрирует круглую прессованную пластину, использующуюся в примерах.

Фигура 2 демонстрирует схему «Приближения».

Фигура 3 демонстрирует график, где измеренная ширина представлена в зависимости от нанесенного количества (г/3500 мм²) с линиями тренда.

Фигура 4 демонстрирует еще один график, на котором рассчитанная заполненная площадь соединения, паяного твердым припоем, на основании измеренной ширины представлена в зависимости от нанесенного количества (г/3500 мм²) с линиями тренда.

Фигура 5 демонстрирует еще один график, на котором % образцов для испытаний на растяжения, где соединение было более прочным или идентичным в сопоставлении с материалом пластины, представлен в зависимости от нанесенного количества смеси (г в расчете на 3500 мм²).

Фигура 6 демонстрирует изображение одного из образцов после соединения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 демонстрирует круглую прессованную пластину, которая имеет 42 мм в диаметре и 0,4 мм в толщину, при получении ее из нержавеющей стали stainless steel type 316L. Прессованная пластина имела два прессованных бруса V и Н, каждый из которых имел в длину приблизительно 20 мм. Брус V или v обозначает левый брус, а брус Н или h обозначает правый брус, и v и h используются в примерах 5 и 9.

Фигура 2 демонстрирует приближение 1, которое базируется на поперечном сечении образца для испытаний, паяного твердым припоем. Поперечное сечение на фигуре 2 демонстрирует прессованный брус на верху фигуры 2. Внизу фигуры 2 находится плоская раньше нанесенная пластина. В капилляре между брусом и плоской поверхностью образуется соединение. Для оценки количества сплава для пайки твердым припоем, созданного в соединении, произвели следующие далее приближения и вычисления. Согласно оценке объем в центре соединения является пренебрежимо малым. Поэтому объем созданного сплава для пайки твердым припоем для соединений, имеющих ширину, то есть ширину В, составляющую 1,21 мм и менее, задают равным нулю. На внешних сторонах бруса, то есть ((Х-В)/2), накапливался полученный сплав для пайки твердым припоем. Таким образом, сплав для пайки твердым припоем в расплавленной форме транспортировался под действием капиллярных сил на площадь соединения в основном с соседних площадей, образуя объемы сплава для пайки твердым припоем треугольников.

В соответствии с фигурой 2 можно рассчитать площадь в результате оценки того, что на каждой стороне от центра соединения образуются два треугольника. Угол в треугольнике согласно измерению составляет приблизительно 28°. Совокупную измеренную ширину обозначают как Х, а ширину центра - В. Совокупная площадь (А) двух треугольников поэтому составляет А = 2×(((Х-В)/2)×((Х-В)/2)×tan(α)))/2, то есть для фигуры 2А = 2×(((Х-1,21)/2)×((Х-1,21)/2)×tan(28)))/2. Совокупный созданный объем сплава для пайки твердым припоем, который перетекал в расщелины, представлял бы собой площадь, помноженную на длину двух брусов. Некоторое количество полученного сплава для пайки твердым припоем не перетекает в расщелины и остается на поверхности. Фигура 3 демонстрирует график, где измеренная ширина представлена в зависимости от нанесенного количества (г/3500 мм²) с линиями тренда. Результаты испытания шва продемонстрированы в таблицах 8 и 9 из примера 5 и на фигуре 3. Линии тренда на фигуре 3 базируются на Y=K×X+L. Результаты для измеренных ширин и оцениваемых площадей проиллюстрированы на графиках фигуры 3. Нанесенные количества, см. таблицы 8 и 9, находились в диапазоне от 0,06 г/3500 мм² до 0,96 г/3500 мм², что соответствует величине в диапазоне от приблизительно 0,017 мг/мм² до 0,274 мг/мм² в сопоставлении с приблизительно 1,3-5,1 мг смеси в расчете на один мм², что используют в примере 2.

Измерили линию тренда Y=K×X+L для смеси, Y представляет собой ширину соединения, К представляет собой наклон линии, Х представляет собой нанесенное количество смеси и L представляет собой константу, см. фигуру 3. Таким образом, ширина соединения, паяного твердым припоем:

Y (ширина для А3.3) = 1,554+9,922 × (нанесенное количество смеси А3.3)

Y (ширина для В2) = 0,626+10,807 × (нанесенное количество смеси В2)

Y (ширина для С1) = 0,537+8,342 × (нанесенное количество смеси С1)

Y (ширина для F0) = 0,632+7,456 × (нанесенное количество смеси F0)

Согласно наблюдениям по фигуре 3 смеси А3.3 из числа смесей А3.3, В2, С1, D0.5, E0.3 и F0 дают наибольшее количество сплава для пайки твердым припоем в соединении в зависимости от нанесенного количества смеси. Образец F0 не обеспечивал каких-либо существенных соединений ниже 0,20 г в расчете на 3500 мм².

Фигура 4 демонстрирует еще один график, на котором рассчитанная заполненная площадь соединения, паяного твердым припоем, на основании измеренной ширины представлена в зависимости от нанесенного количества (г/3500 мм²) с линиями тренда. Измерили линию тренда Y=K×X-L для смеси, Y представляет собой площадь, К представляет собой наклон линии, Х представляет собой нанесенное количество смеси, и L представляет собой константу, см. фигуру 4.

Y (площадь для А3.3) = 4,361 × (нанесенное количество смеси А3.3) - 0,161

Y (площадь для В2) = 3,372 × (нанесенное к