Способ получения железных покрытий
Изобретение относится к газофазному оса}кдению железных покрытий и может быть использовано для анги:* коррозионной защиты различных маиин и механизмов. Целью изобретения является повышение плотности, износои коррозионной стойкости. По изобретению железные покрытия наносят тер-, мическим разложением паров алкилпроизводных силилферроцена при температуре 600-8'00*С и пониженном давлении. В результате формируются плотные равномерные железные покрытия с высокой износои коррозионной стойкость». При этом коррозионные потери в среде 1^-ной соляной кислоты не превышают 0,3-0,'*7 г.м'^.ч'*. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СЦ Р
РЕСПУБЛИН (jg)g C 23 C 16/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к газофазному осаждению железных покрытий и может быть использовано:для анти.". коррозионной защиты различных машин и механизмов. Целью изобретения яв" ляется повышение плотности, износои коррозионной стойкости. Ilo изобретению железные покрытия наносят тер1 мическим разложением паров алкилпроизводных силилферроцена при температуре 600-800 С и пониженном давлении.
В результате Формируются плотные равномерные железные покрытия с высокой иэносо- и коррозионной стой, костью. При этом коррозионные потери в среде 1ь-ной соляной кислоты не превышают 0,3-0,47 г.м 2 ° ÷
3 табл. (21) 4712317/02 (22) 03 07.89 (46) 30.01.92. Бюл. Н 4 (71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (72) В. Г. Сыркин, В.Н . Прохоров, Ж.В. Гориславская, О.В. Кузьмин, М.А. Хацернов Г.А. Усова, Б.К. Кабанов, И.С. Толмасский и В.В. Козырев (53) 621.793.12 (088.8) (56) Осаждение пленок и покрытий разложением металлоорганических соединений/Под ред. Г.A. Разуваева, H.: Наука, 1981, с. 245-246.
Сыркин В. Г. и др. Выращивание weлезных "усов" из газовой фазы 1,1,2, З-,тетраметил-1,3-диферроцена. - Тезисы докладов V Всесоюзного совещания по применению МОС для получения неорганических покрытий и материалов
М.: Наука, 1987, с. 40.
Изобретение относится к способам получения железных покрытий путем термораспада железоорганических соединений в газовой фазе.
Покрытия предназначены для защиты корг9сов морских судов, аппаратов, машин и механизмов, работающих в среде морской воды и сильно разбавленных растворов кислот. Изобретение может использоваться также для антикоррозионной защиты стальных деталей автомобилей, тракторов и других машин и механизмов.
„.Я0„„1708920 А 1
Цель изобретения - повышение плот- C© ности, износо- и коррозионной стой- (Я кости. Ю
По предлагаемому способу железные покрытия получают термическим разложением алкилпроизводных силилферроцена при температуре подложки фЬ
600-800 С и пониженном давлении.
Пример 1. Подложку иэ стали
45х в виде цилиндра 9 8 и Н 40 мм крепят на .токопроводящем устройстве, расположенном в вакуумном колпаке
И 200 и Н 120 мм, оборудованном шту1708920 церами для ввода паров ДМСФ вЂ” диметилсилилферроцена C@H@Fe C Hy S i H(Ckl> $,.
ДМСФ в количестве 5 г на операцию загружают в сублиматор, оборудованный термостатированной рубашкой и дозатором образующихся при 1 00 С паров
ДМСФ, поступающих в вакуумный колпак к подложке, нагретой до 550-850ОС резистивным методом. Регулировку тем- 10 пературы производят с помощью транс форматора. Фиксацию температуры осу
L ществляют с помощью термопары, / электронного потенциометра и оптического пирометра. 15
Остальное давление в вакуумной системе поддерживают на уровне 5
15 Па.
Фазовый состав полученных железных покрытий исследовали с помощью дифрактометра ДРОН-? в фильтрованном СоК (-излучении; Дифрактограммы образцов железных покрытий, полученных при температуре подложки 550 ,850ОС, содержат четкие линии, соот" ветствующие хорошо за кристаллизованному материалу. С рук ура покрытий близка к искаженным структурам силицидов FeSSig, Fe5si, Fesi и Рейд при наличии М-Fe.
Электронно-микроскопический анализ покрытий проводили с помощью сканирующего электронного микроскопа
"Филипс".
Испытания покрытий на износостой кость проводили методом качения на специальном стенде. длительность модельных испытаний ?00 ч, что соответствует реальным ?88 тыс.. циклов включения образца в эксплуатацию. Замеру 4 подлежали диаметры, поясков стержня до и после испытаний. Замер осуществляли оптиметром марки ИКТ с ценой деления 0,001 мм. Износостойкость йо определяли как разность диаметров
d и d до и после испытаний (чем меньше Дй, тем выше износостойкость), Испытания на коррозионную устойчивость образцов с железными покрытиями проводили в 1Ф-ном растворе НС1 в течение ?00 ч, что соответствует, реальным 365 дням эксплуатации в среде морской воды. Корроэионную стойкость определяли гравиметрическим
55 методом по потере массы, а также визуально с помощью микроскопа "филипс". Скорость коррозии К определяли по формуле:
hm ° 10()00
К гм ч- у ! где hm — потеря массы, г;
S-площадь образца,,см2; - — время испытания.
Все полученные данные испытаний сведены в табл.1.
Пример ?. Осуществляли аналогично примеру 1, но в качестве исходного вещества использовали
ДИМЦБСФ вЂ” диметил(метиленциклобутан) силилфеРРоЦен C H eC>HIkSi (СН ) СР ;фУ
Результаты экспериментов сведены в табл.2.
П р и и е р 3. Осуществляли ана логично примеру 1, но в качестве исходного вещества использовали
БДМХСФ - 1,1 -бис(диметилхлорсилил) ферроцен Ге )C+4SiC1(CH ) $q,, Результаты экспериментов приведены в табл. 3.
Как видно из приведенных данных, железные покрытия, полученные по предлагаемому способу, в интервале температур подложки 600-8П С имеют высокую износостойкость Дй (от 0,005 до 0,003 ..ед.) и низкую скорость коррозии К (от 0,30 до 0,47 гм 2 ° ч-"), что полностью удовлетворяет требованиям эксплуатации машин и механиз-, мов при работе в контакте со средой морской воды.
При температуре подложки ниже (550 C) и выше (850 Ñ) указанного выше температурного интервала износостойкость резко уменьшается (fkd увеличивается) и .скорость коррозии также достаточно велика. Таким образом, покрытия, полученные при 550 и 850 С, нельзя использовать при работе в контакте с морской водой.
При этом данные электронно-,микроскопического анализа -свидетельствуют о высокой плотности, равномерности, бездефектности покрытий, полученных по изобретению.
Эти покрытия обладают также и мелкокристаллической структурой.
По данным рентгенографического анализа размер кристаллитов, оцененный по ширине дифракционных линий согласно формуле Селякова-,Шерера, составляет 60-80 А .
Кроме того, вместо сложного исходного соединения, используемого в известном решении, приводящеro к o6—
1 708920
Формула изобретения
Способ получения железных покрытий термическим разложением паров производных ферроцена при пониженном давлении и температуре подложки
600-800 С, отличающийся тем, что, с целью повышения износои коррозионной стойкости, в качестве производных ферроцена разложению подвергают алкилпроизводные силилферроцена. легчению коррозии из-за науглероживания покрытий в силу стерических
Факторов, используются алкилпроизводные силилферроцена, из которых получаются коррозионностойкие покрытия из-за отсутствия углерода вследствие образования силицидов.
Указанные преимущества позволяют 10 использовать изобретение в различных областях техники.
Табли ца1
Температура подложки, С
Скорость коррозии
К, гм-2,чИзносо" стой1Характер структуры покрытия Fe
Расход, r!on
Опыт
ДМСФ Ф кость
0М
0М
ОМ
ОМ
НК
Таблица2
Износостой- Скорость кость, Ad коррозии
К, гм"2, ч
Температура подложки
Расход, г/on
Характер .структуры покрытия
Опыт
РММЦБСФ Ф
0,59
НК 0,0 17
1 550
2 600 . 3 650
4 700
0,005
0,004
0,46
0,41
0,32
ОМ
ОМ О, 004
ON 0,003
ОМ 0, 005
0,30
750 6 800
7 850
0,41
НК 0,016
0,59
3
5
850
5
5
5
0,012
0,005
0,003
0,004
0,003
0,005
О, 015
0,51
0,46
0,35
0,30
0,38
0,45
0,52
l 708920
Таблица 3
Расход, г/on
Температура подложки, C
Износостой кость, 6d
Скорость коррозии
К, г .м" -, ч-
Опыт
БДНХСФ Ф
НК
5 0
5 0
600
0,54
0,47
ОМ
650
0,35!
ОМ
ОМ
ОМ
0,52
Составитель Л. Казакова
Редактор Н. Киштулинец Техред М.Дидык Корректор А. Обручар
Заказ " Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, М-35 Раушская наб., д. 4/5 ччччччччч ч
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина,101
850
5 О
5 0
5 0
5 0
Характер структуры
О, 021
0,005
О, 005
0,003
0,004 .
0,004
J,012
С,32
0,40
0,42
