Метод конденсации паров металла в вакууме

Сравнение методов алюминирования затруднено из-за различных свойств, толщины и назначения покрытий. В табл. 38 приведены наиболее характерные для каждого из сравниваемых методов данные о толщине покрытий, размерах стальной полосы, скорости движения при металлизации, производительности промышленных агрегатов и т. д. Из анализа данных табл. 38 следует, что наиболее универсальным способом является испарение в вакууме, так как имеется возможность регулировать в широких пределах толщину покрытий, отсутствуют хрупкие диффузионные слои между покрытием и основой, и ее механические свойства не ухудшаются. При равных толщинах покрытия, наносимые в вакууме, обладают меньшей пористостью, чем покрытия, полученные методом электрофореза и погружением в расплав. Адгезия и внешний вид покрытий получаются достаточно хорошими без всякой дополнительной обработки, в то время как при других методах нанесения необходим высокотемпературный отжиг и последующая прокатка стали с покрытием. Вакуумный метод нанесения является наиболее производительным (в расчете на единицу поверхности покрытия), что обусловлено большой скоростью движения полосы и высокой скоростью конденсации паров металла в вакууме. [c.223]

Первые работы в этом направлении были выполнены в 1912 году [19, 20] изучение испарения Zn, d, Se и As в вакууме, а также в водороде, азоте и углекислом газе показало, что размер получаемых частиц зависит от давления и атомной массы газа. Авторы [21] испаряли золото с нагретой вольфрамовой нити и при давлении азота 0,3 мм рт. ст. (40 Па) получили в конденсате сферические частицы диаметром от 1,5 до 10 нм. Они обнаружили, что размер частиц зависит от давления газа и в меньшей степени от скорости испарения. Конденсация паров алюминия в Hj, Не и Аг при различном давлении газов позволила получить частицы размером от 100 до 20 нм [22]. Позднее методом совместной конденсации паров металлов в Аг и Не удалось получить высокодисперсные сплавы Аи—Си и Fe—Си, образованные сферическими частицами диаметром 16—50 нм [23, 24]. Вариантом конденсации пара металла в газовой атмосфере является предложенный еще в XIX веке метод диспергирования металла с помощью электрической дуги в жидкости и последующей конденсации металлического пара в парах жидкости [25] позднее этот метод был усовершенствован авторами [26—28]. Первый об- [c.17]

Дистилляционный метод очистки металлов в вакууме основан на различии упругости паров и скоростей испарения, конденсации основного металла и содержащихся в нем примесей. В результате этого содержание примесей в конденсате отличается от содержания их в исходном металле. Процесс дистилляции включает в себя несколько последовательно протекающих стадий прогрев расплава до температуры испарения, испарение со скоростью, зависящей от параметров испарения, конденсация паров на поверхности конденсатора при заданной температуре. Процесс дистилляции неравновесен. Жидкость в испарителе должна иметь несколько большую температуру, чем температура конденсата, для того, чтобы избыточное давление пара уравновешивало потери давления при движении пара к поверхности конденсации. Учитывая, что дистилляция, как правило, происходит при низком давлении, следует учитывать термическое сопротивление фазового перехода и связанный с этим перепад температуры [3]. При низких давлениях дистилляции гидростатическое давление столба жидкого металла в испарительном сосуде может существенно превышать давление пара металла у поверхности испарения. В области низких давлений температура насыщения сильно зависит от давления. Поэтому температура насыщения у дна сосуда может на сотни градусов превышать температуру насыщения у поверхности жидкости вследствие гидростатического давления. Для возникновения кипения и образования пузырьков пара у обогреваемого дна сосуда нужен соответствующий перегрев. При низких давлениях необходимый для вскипания перегрев может составлять сотни градусов. Такой перегрев в жидком металле обычно невозможен ввиду высокой теплопроводности металлов. Поэтому дистилляция происходит за счет испарения металлов с поверхности без кипения. Как правило, при дистилляции над поверхностью испарения имеется достаточно высокое давление газов и имеет место вязкостное течение пара. В этом случае действительная скорость испарения уменьшается. Большое влияние на скорость дистилляции оказывают состояние и чистота поверхности испарения. Так, присутствие на поверхности пленки нелетучих примесей может существенно снизить коэффициент испарения, уменьшить скорость и даже вообще практически прекратить испарение. Летучие пленки окислов могут увеличить скорость испарения металлов в присутствии остаточного давления кислорода. [c.51]

Метод вакуумного напыления. Сущность метода физического осаждения в вакууме состоит в том, что при высокой температуре в динамическом высоком вакууме происходит интенсивное испарение жидкого (или твердого) металла, пары которого конденсируются на покрываемом изделии и холодных частях установки. При этом давление пара напыляемого металла должно быть таким, чтобы длина свободного пробега атомов его была больше расстояния между зоной испарения и зоной конденсации на подложке. В работе [95] приводится эмпирическая зависимость длины свободного пробега атомов от условий проведения процесса осаждения [c.105]

Идея метода состоит в том, что инертный газ с примесью конденсирующегося пара металла или воды вытекает со сверхзвуковой скоростью через сопло из нагретой камеры в узкую область холодного потока инертного газа. После турбулентного охлаждения струи она выпускается через второе сопло в зону конденсации, из которой выводится уже в виде молекулярного пучка через отверстие сепаратора в вакуум. Быстрое охлаждение производит столь большое пересыщение, что димеры, первоначально присутствующие в струе, выходящей из нагретой камеры, становятся зародышами конденсации. [c.15]

Неравномерное распределение толщины покрытия на подложке и наличие потерь испаряемого металла являются недостатками метода испарения и конденсации в вакууме, которые особенно проявляются в непрерывных линиях. Если не принять специальных мер, то толщина покрытия в центре полосы будет значительно больше, чем на ее краях. Часть металлических паров, минуя подложку, будет осаждаться на стенках камеры и внутрикамерных устройствах, загрязняя их, нарушая режим работы и снижая экономические показатели установки. Несмотря на то, что указанные вопросы очень важны, в литературе имеется мало данных о равномерности толщины покрытий на движущейся полосе и коэффициенте использования паров. В настоящей главе изложены методика расчета распределения толщины покрытий на полосе и результат анализа некоторых путей улучшения равномерности толщины и повышения коэффициента использования паров. [c.264]

В методе испарения (сублимации) - конденсации нанопорошок получается при испарении металла, сплава или полупроводника при контролируемой температуре в атмосфере благородного газа низкого давления с последующей конденсацией пара вблизи холодной поверхности или на ней. В отличие от испарения в вакууме , атомы вещества, испаренного в разреженной инертной атмосфере, быстрее теряют кинетическую энергию из-за столкновений с атомами газа и образуют кластеры. Данный метод можно применять и [c.400]

Качество пленок, как правило, неудовлетворительное, если подложка во время испарения не нагревается. Метод мало эффективен, поскольку испарившийся металл конденсируется на всех поверхностях в камере и лишь малая его часть попадает на изделие. Если образец во время испарения достаточно нагрет, то происходит диффузия испарившегося металла в основной металл. Некоторый успех был достигнут при напылении хрома и алюминия на нагретые подложки из молибдена и ниобия. Однако подложку нужно нагревать до 1100° С, а скорости осаждения и диффузии напыленного металла при этой температуре довольно низки. Особенно это относится к алюминию, так как алюминий при попадании на нагретую подложку склонен скорее к вторичному испарению, нежели к диффузии внутрь изделия. Основная трудность этого метода состоит в том, чтобы поддерживать достаточную концентрацию паров металла вблизи подложки. Этого можно достичь, помещая испаряемый металл и нагретое изделие в маленькую камеру. Чтобы предотвратить конденсацию металла покрытия на стенках камеры, если эти стенки неметаллические, их нагревают до высокой температуры. При этом к поверхности нагретого изделия будет поступать необходимое количество пара, а скорость диффузии будет сильно повышена. Эта техника описана в других разделах настоящей статьи и заключается в нанесении суспензии алюминия (с оловом или без него) на подложку и нагреве в вакууме до 1000—1100° С, т. е. выше температуры плавления алюминия и олова. [c.222]

При использовании (3.134) для получения резонансной частоты колебаний на растяжение — сжатие резонаторов, металлизированных полностью или частично, необходимо определить плотность и другие свойства электродов. Как известно, например, из работы [52], плотность материала в тонком слое может немного отличаться от плотности материала в объемной форме в зависимости от условий нанесення тонкого слоя. Значения плотности тонких слоев некоторых металлов, нанесенных методом конденсации паров металла в вакууме на кварцевую подложку, приведены в табл. 3.1. [c.98]

Метод получения тонких металлических пленок конденсацией в вакууме аналогичен лгетоду получения реплик напылением (на-при.мер, углеродных). Металл, пз которого-необходимо получить тонкую пленку, помещают в испаритель (обычно свернутая в спираль вольфрамовая или молибденовая проволока, через которую пропускают электрический ток). Пар конденсируется на специальной подложке, в качестве которой обычно используют легко растворимые в воде кристаллы Na l или КС1. После отделения ог подложки тонкие пленки готовы для исследования. Они однородны по толщине и практически свободны от загрязнений, неизбежно присутствующих в массивных металлических образцах. Именно на таких пленках толщиной [c.51]

Металлизация пластни в настоящее время чаще всего реализуется путем нанесення металла методом конденсации его паров в вакууме (как правило, в два этапа). При создании основного металлического слоя пластины помещают в сконструированные соответствующим образом держатели, выполняющие одновременно функцию масок, определяющих размеры н расположение электродов. Толщина нанесенного слоя выбирается минимальной, но достаточной для обеспечения проводимости. Критерием оптимальной толщины электродов служит зависимость добротности резонатора от толщины слоя — при оптимальной толщине добротность максимальная. [c.514]

Окись алюминия, образующаяся на алюминии, может иметь различную кристаллическую структуру. При кратковременном воздействии воздуха получается отчетливая электронограмма, отвечающая металлическому алюминию. С течением времени электронограмма становится все более тусклой и в конце концов остается только сплошной фон. Линий, отвечающих окиси алюминия, обнаружить не удается. Может быть пленка окиси алюминия чрезвычайно тонка, мелкокристаллична или даже аморфна. Иначе ведет себя пленка алюминия, полученная конденсацией из пара на стеклянной пластинке в высоком вакууме. Такая пленка металла годами сохраняется в сухом или влажном воздухе, не обнаруживая следов окисной нленки [35, стр. 48]. Это подтверждает предположение об исключительно малой толщине пленки окиси, что не позволяет обнаружить ее электронографическим методом. [c.91]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...