Парогазовая смесь для получения покрытий из тугоплавких металлов
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
