Реагирующий с водой al композитный материал, реагирующая с водой al пленка, способ получения данной al пленки и составляющий элемент камеры для образования пленки


 


Владельцы патента RU 2467091:

УЛВАК, ИНК. (JP)

Изобретение относится к реагирующему с водой Al композитному материалу, к реагирующей с водой Al пленке, к способу получения данной Al пленки и составляющему элементу из реагирующей с водой Al пленки на основе пленкообразующей камеры для получения пленки из драгоценных или редких металлов. Реагирующий с водой Al композитный материал для получения пленки на основе содержит исходный Al материал чистотой 4N или 5N и добавленный в него In в количестве в диапазоне от 2 до 5 мас.% в расчете на массу Al, где In равномерно диспергирован в кристаллических Al зернах. Для получения реагирующей с водой Al пленки из упомянутого композитного материала осуществляют расплавление композитного материала, термическое напыление этого материала на поверхность основы и отверждение напыленного расплавленного материала путем закаливания с получением пленки. Реагирующая с водой Al пленка состоит из реагирующего с водой Al композитного материала или получена использованием вышеуказанных операций. Полученная пленка из композитного материала обеспечивает возможность извлечения драгоценных и редких металлов при сохранении их высокого качества. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается реагирующего с водой Al композитного материала, реагирующей с водой Al пленки, способа получения данной Al пленки и составляющего элемента для камеры для образования пленки и, в частности, реагирующего с водой Al композитного материала, содержащего 4NAl или 5NAl, который содержит добавленный In; реагирующей с водой Al пленки, состоящей, по существу, из этого реагирующего с водой Al композитного материала; способа получения этой Al пленки; и составляющего элемента для камеры для образования пленки, который покрыт этой Al пленкой.

Уровень техники

В аппарате образования пленки для образования тонкой пленки с помощью, например, технологии напыления, технологии вакуумного осаждения, технологии ионного осаждения или CVD технологии пленка из металла или соединения металла в качестве пленкообразующего материала неизбежно пристает к составляющему элементу камеры для образования пленки, который располагается внутри аппарата для образования пленки, во время процесса образования пленки. В качестве таких составляющих элементов для камеры образования пленки могут быть перечислены, например, предотвращающая адгезию пластина для подавления прилипания любой пленки к внутренним частям вакуумной камеры, иным, чем подложка, заслонка, рамка, применяемая для формирования такой пленки только на желаемой области подложки, и лоток для переноса подложки. Пленка, имеющая такую же композицию, как композиция предназначенной тонкой пленки (тонкой пленки, образуемой на подложке), также осаждается или пристает к этим элементам во время процесса образования пленки. Поэтому в обычной практике эти элементы повторно используют после удаления приставшей к ним пленки.

Пленка, неизбежно пристающая к этим составляющим элементам камеры для образования пленки, утолщается пропорционально продолжительности времени работы процесса образования пленки. Эта приставшая пленка отходит в виде частиц от данных составляющих элементов камеры для образования пленки вследствие действия внутренних напряжений приставшей пленки или напряжений, накапливающихся в данной пленке при повторяющемся термическом гистерезисе, и пристает к подложке, и это соответственно приводит к образованию пленки, имеющей различные дефекты. По этой причине в обычной практике составляющие элементы камеры для образования пленки подвергают следующему циклу с регулярными интервалами: их удаление или демонтаж из аппарата для образования пленки на стадии, когда приставшая пленка еще не отслаивается, их промывание для удаления приставшей к ним пленки, воздействие на них очищающей поверхность обработки и их последующее повторное использование.

При использовании ценного металла, такого как Al, Mo, Co, W, Pd, Nd, In, Ti, Re, Ta, Au, Pt, Se и Ag, в качестве пленкообразующего материала, желательно создание технологии обработки для извлечения металлов, которые не участвуют в образовании пленки из них на поверхности подложки и пристают к составляющим элементам, иным, чем подложка, и разработка технологии изготовления повторно используемых элементов.

Например, в случае предотвращающей адгезию пластины, используемой для подавления адгезии любого пленкообразующего материала на, например, внутренней стенке аппарата для образования пленки и поверхности множества таких составляющих элементов камеры для образования пленки, иных, чем поверхность подложки, отложение, образовавшееся во время процесса образования пленки, в существующих условиях, отделяют от вышеуказанных элементов и/или внутренней стенки для ее повторного использования. Применяемый в настоящее время такой способ отделения этого отложения включает в себя, например, пескоструйную технологию, технологию влажного травления, которая применяет кислоту или щелочь, и технологию отслаивания, которая использует водородное охрупчивание под действием, например, пероксида водорода, и еще способ отслаивания, который использует электролиз. В этом случае при выполнении обработки для отделения осаждения предотвращающая адгезию пластина повреждается в обрабатывающей жидкости в немалых количествах, и, следовательно, предотвращающая адгезию пластина будет ограничена в числе повторных применений. По этой причине желательно разработать технологию отделения пленки, которая может снижать возникновение любого повреждения предотвращающей адгезию пластины насколько возможно.

В этом отношении, однако, если концентрация отделенного осаждения в отходах продувки, возникающих во время указанной пескоструйной технологии, и в сточном растворе, возникающем при обработке реагентом, такой как кислотная обработка или щелочная обработка, является низкой, затраты, требуемые для извлечения ценных металлов, соответственно довольно высокие, и, соответственно, этот способ является непригодным. В таком случае с отделенным таким образом отложением обращаются в настоящих условиях соответственно как с отходами.

В вышеуказанной обработке реагентом не только стоимость реагента сама по себе является высокой, но также расходы, требуемые для последующей обработки использованной жидкости, содержащей такой реагент, являются высокими, и необходимо дополнительно предотвращать возникновение любого загрязнения окружающей среды. По этой причине желательно снижать количество указанного используемого агента как только возможно. Кроме того, при выполнении указанной обработки реагентом пленкообразующий материал, отделенный от предотвращающей адгезию пластины, будет превращаться в другие новые химические вещества, и, следовательно, расходы, требуемые для извлечения только пленкообразующего материала из отделенного отложения, будут дополнительно накапливаться. Соответственно, извлекаемые материалы представляют собой только пленкообразующие материалы, стоимость которых уравновешивает расходы на извлечение в существующих условиях.

В дополнение к способу отделения отложения, обсуждаемому выше, известна технология извлечения ценных металлов, которая содержит этапы проведения процесса образования пленки в аппарате, обеспеченном составляющими элементами, покрытыми Al пленкой, состоящей из реагирующего с водой Al композитного материала, имеющего такие отличительные свойства, что он может реагировать во влажной атмосфере и может, таким образом, превращаться в вещества, растворимые или активные в воде; отслаивания и отделения пленки, приставшей к данной Al пленке во время данного процесса образования пленки, посредством реакции и/или растворения Al пленки; и затем извлечения ценных металлов, включенных в пленкообразующий материал, присутствующих в приставшей пленке, отделенной таким образом (см., например, патентный документ 1, указанный ниже). В этом реагирующем с водой Al композитном материале поверхность маленьких или мелких кусочков, образованных из кристаллических Al зерен, покрыта пленкой из In и/или Sn.

Литература предшествующего уровня техники

Патентный документ

Патентный документ 1: JP-А-2005-256063 (формула изобретения).

Описание изобретения

Проблемы, решаемые данным изобретением

Соответственно, целью настоящего изобретения является решение вышеуказанных проблем, связанных с обычными технологиями, и, более конкретно, обеспечение Al композитного материала, содержащего добавленный In, который может растворяться посредством реакции с водой во влажной атмосфере; Al пленки, по существу, состоящей из этого Al композитного материала; способа получения такой Al пленки; и составляющего элемента камеры для образования пленки, который покрыт этой Al пленкой.

Средство для решения данных проблем

Таким образом, реагирующий с водой Al композитный материал настоящего изобретения содержит 4NAl или 5NAl и добавленный In в количестве в диапазоне от 2 до 5 мас.% в расчете на количество Al, где In равномерно диспергирован в кристаллических Al зернах.

Если Al композитный материал имеет такую композицию, Al пленка, приготовленная из этого материала, может легко реагировать с водой во влажной атмосфере с выделением газообразного водорода, и полученные продукты могут, таким образом, растворяться в воде.

Если количество добавленного In меньше, чем 2 мас.%, реакционная способность полученной Al пленки с водой снижается, тогда как если количество добавленного In выше, чем 5 мас.%, реакционная способность полученной Al пленки с водой становится очень высокой, и Al пленка может иногда реагировать с влагой, присутствующей в атмосферном воздухе.

Способ получения реагирующей с водой Al пленки согласно настоящему изобретению содержит этапы плавления материала, приготовленного путем добавления In к 4NAl или 5NAl в количестве в диапазоне от 2 до 5 мас.% в расчете на массу Al таким образом, что полученный материал имеет однородную композицию; термического напыления данного расплавленного материала на поверхность базового материала; и затвердевания напыленного расплавленного материала путем закаливания с образованием термически напыленной Al композитной пленки, в которой In равномерно диспергирован в кристаллических Al зернах.

Реагирующая с водой Al пленка согласно настоящему изобретению отличается тем, что состоит, по существу, из вышеуказанного, реагирующего с водой Al композитного материала.

Составляющий элемент камеры для образования пленки аппарата для образования пленки согласно настоящему изобретению отличается тем, что данный составляющий элемент обеспечен на поверхности вышеуказанной, реагирующей с водой Al пленкой.

Составляющий элемент камеры для образования пленки согласно настоящему изобретению дополнительно отличается тем, что данный составляющий элемент представляет собой предотвращающую адгезию пластину, заслонку или рамку.

Действие данного изобретения

Термически напыленная Al пленка, состоящая, по существу, из реагирующего с водой Al композитного материала согласно настоящему изобретению, будет демонстрировать описанные ниже эффекты. Более конкретно, данная Al пленка может быть легко получена с помощью простого способа при снижении производственных затрат; данная Al пленка имеет такие отличительные свойства, что она может растворяться в воде посредством реакции с водой, присутствующей во влажной атмосфере, даже после того, как данная пленка испытывает явление термического гистерезиса в результате процесса образования пленки, выполненного при температуре в диапазоне приблизительно от 300 до 350°С, и данная Al пленка является высокоактивной и высокорастворимой в воде до того, как данная пленка испытывает термический гистерезис (после образования термически напыленной пленки), и после того, как данная пленка испытывает термический гистерезис, по сравнению с пленками, полученными при использовании исходных Al материалов, имеющих низкую чистоту (2NAl и 3NAl), так как Al пленка настоящего изобретения получается при использовании исходного Al материала, имеющего высокую чистоту (4NAl и 5NAl).

Эта Al пленка может претерпевать реакцию с водой в присутствии влаги и может эффективно растворяться в воде с выделением газообразного водорода. Соответственно, следующие эффекты могут быть достигнуты с помощью Al композитной пленки настоящего изобретения: если операцию образования пленки выполняют, используя аппарат для образования пленки, обеспеченный составляющими элементами камеры для образования пленки (например, предотвращающей адгезию пластиной, заслонкой и маской), которые покрыты реагирующей с водой Al пленкой настоящего изобретения, неизбежно пристающая пленка, состоящая, по существу, из пленкообразующего материала и прилипшая к поверхности, например, предотвращающей адгезию пластины во время процесса образования пленки, может отслаиваться и/или отделяться от поверхности составляющих элементов камеры для образования пленки посредством реакции и/или растворения этой Al пленки, и ценные металлы, включенные в пленкообразующий материал, могут легко извлекаться из приставшей пленки, отделенной от поверхности составляющих элементов, и данные составляющие элементы, таким образом, могут повторно использоваться в течение увеличенного числа раз.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой график, показывающий отношение между температурой тепловой обработки (°С) и плотностью тока реакции (мА/см2), которое наблюдается для термически напыленной Al пленки, приготовленной в примере 1.

Способ осуществления данного изобретения

При получении тонкой пленки в аппарате для образования пленки согласно множеству технологий образования пленки, таких как технология напыления, внутренняя область камеры для образования пленки подвергается воздействию повторяющегося термического гистерезиса. По этой причине поверхность составляющих элементов, таких как предотвращающая адгезию пластина, которые располагаются внутри камеры для образования пленки и которые покрыты Al пленкой настоящего изобретения, также подвергается воздействию повторяющегося термического гистерезиса. Соответственно, необходимо, чтобы Al пленка во время образования пленки с помощью технологии термического напыления, до того как данная пленка подвергается воздействию термического гистерезиса, была не только устойчивой, но также легкой в обращении. В то же время Al пленка, обеспеченная неизбежно приставшей к ней пленкой во время процесса образования пленки, должна иметь такую растворимость (или активность), чтобы данная Al пленка легко отходила от базового материала, такого как составляющие элементы, вместе с приставшей пленкой и все еще была устойчивой даже после того, как Al пленка подвергается термическому гистерезису, испытанному в процессе образования пленки. В случае реагирующей с водой Al пленки согласно настоящему изобретению такое требование растворимости или активности удовлетворяется в достаточной степени.

Верхний предел температуры термического гистерезиса внутри вышеуказанной камеры для образования пленки задается приблизительно 300-350°С, когда данная пленка образуется с помощью, например, технологии напыления, технологии вакуумного осаждения, технологии ионного осаждения или CVD технологии. Следовательно, с практической точки зрения обычно достаточно, когда Al пленка имеет реакционную способность по отношению к воде даже после того, как она подвергается воздействию термического гистерезиса до температуры 300°С, и более пригодно, когда Al пленка предпочтительно имеет реакционную способность по отношению к воде даже после того, как она подвергается воздействию термического гистерезиса до температуры 350°С. В случае реагирующей с водой Al пленки согласно настоящему изобретению такое требование для растворимости определенно удовлетворяется, как будет подробно объясняться ниже.

Вышеуказанная растворимость или активность Al композитной пленки настоящего изобретения оценивается на основании плотности тока (в настоящем изобретении также называемой "плотность тока реакции (мА/см2)"), определяемой путем погружения базового материала, покрытого Al пленкой, в теплую воду, поддерживаемую при заданной температуре (в диапазоне от 40 до 130°С и предпочтительно от 80 до 100°С), и затем определения плотности тока жидкости погружения. Этот способ определения представляет собой способ, который содержит этапы определения потери массы, наблюдаемой для каждого образца до и после его погружения в обрабатывающую жидкость, и затем преобразования данного результата в величину плотности тока, принимая в рассмотрение, например, площадь поверхности образца и время его погружения в обрабатывающую жидкость. Можно сказать, что Al пленка, обеспеченная приставшей пленкой, неизбежно прикрепляющейся к ней во время процесса образования пленки, имеет такую растворимость (или активность), что данная Al пленка может легко отходить от базового материала вместе с приставшей пленкой даже после того, как Al пленка подвергается воздействию термического гистерезиса, испытанного в процессе образования пленки, пока плотность тока реакции, определенная с помощью данного способа, составляет не меньше чем 50 мА/см2.

Настоящее изобретение будет далее описано со ссылкой на следующие варианты осуществления.

В Al пленке, состоящей, по существу, из реагирующего с водой Al композитного материала согласно настоящему изобретению, In равномерно диспергирован или распределен в высокой степени внутри 4NAl или 5NAl матрицы, и соответственно Al пленка может легко реагировать с водой во влажной атмосфере, такой как вода, водяной пар или водный раствор, и в результате она может быть сделана растворимой или активной в воде. В настоящем изобретении применимы исходные Al материалы, например, имеющие чистоту 4N (99,99%) и 5N (99,999%), и каждый из них может быть получен путем дополнительной обработки исходного Al материала, имеющего низкую частоту и приготовленного с помощью электролитического процесса, такого как 2N (99%) Al или 3N (99,9%) Al соответственно трехслойному электролитическому процессу или способу согласно технологии частичного затвердевания (технология сегрегации), который использует разницу температур между твердой и жидкой фазами при затвердевании. Основные примеси, присутствующие в 4NAl и 5NAl, включают в себя Fe и Si, и эти исходные Al материалы дополнительно включают в себя, например, Cu, Ni и С в виде примесей, иных, чем указанные основные примеси.

В Al-In системе разница электрохимических потенциалов между Al и In обычно довольно высока, но если самопроизвольная оксидная пленка Al присутствует на его поверхности, ионизация Al не наступает совсем. Однако когда самопроизвольная оксидная пленка разрушается или удаляется и Al непосредственно вступает в тесный контакт с In, ионизация Al может ускоряться очень быстро из-за разницы потенциалов между ними. На этой стадии In существует в его исходном состоянии, высокодиспергированном по Al кристаллическим зернам без какого-либо химического изменения. In имеет низкую точку плавления (157°С) и никогда не образует никакого твердого раствора с Al. Соответственно, желаемая Al пленка может быть получена путем плавления Al и In таким образом, что композиция становится однородной, принимая во внимание разницу плотностей между ними, и затем термического напыления полученного расплавленного материала на поверхность базового материала с помощью технологии термического напыления, образуя, таким образом, Al пленку в результате затвердевания осажденного расплавленного материала путем закаливания, а также сжимающего эффекта затвердевания.

Добавленный In сильно диспергируется по Al кристаллическим зернам вследствие действия процесса термического напыления и поддерживается в состоянии, в котором он находится в прямом контакте с Al. Добавленный In никогда не образует устойчивой фазы с Al, и, следовательно, поверхность раздела Al/In поддерживается в состоянии высокой энергии и может подвергаться энергичной реакции с водой во влажной атмосфере при контакте поверхности с водой. Кроме того, In в качестве добавленного элемента находится в сильно диспергированных условиях, и пузырьки газообразного Н2, выделяющегося во время реакции, расширяются, вызывая, таким образом, механическое воздействие. Следовательно, продукты реакции, содержащие, главным образом, AlOOH, мелко измельчаются на поверхности из-за данного механического воздействия без образования какой-либо пленки на ней и диспергируются в жидкости, и данная реакция или растворение непрерывно и взрывообразно протекает на успешно возобновляющейся границе реакции.

Чем выше чистота исходного Al материала, тем более заметно поведение Al-In системы, описанное выше, и, другими словами, данное поведение особенно заметно в случае 4NAl и 5NAl по сравнению с 2NAl и 3NAl.

Теперь термически напыленная Al пленка, полученная с использованием данного композитного материала, будет описана ниже более подробно, рассматривая реагирующий с водой Al композитный материал, состоящий, по существу из 4NAl-In, в качестве примера.

Более конкретно, способ приготовления термически напыленной Al пленки содержит этапы приготовления 4NAl и In; объединения исходного Al материала с In в количестве в диапазоне от 2 до 5 мас.% с равномерным растворением и диспергированием In в Al; формования полученной однородной смеси в форме прутка или проволоки, получая материал для термического распыления; затем покрытия поверхности базового материала, например, составляющего элемента камеры для образования пленки аппарата для образования пленки, такого как предотвращающая адгезию пластина, используемого в данной камере, путем напыления данного материала в его расплавленном состоянии на поверхность базового материала с помощью технологии пламенного-термического напыления; и затем закаливания и затвердевания напыленного материала с получением базового материала, обеспеченного желаемой, реагирующей с водой, термически напыленной Al пленкой. Сформированная таким образом термически напыленная Al-In пленка представляет собой пленку, в которой In присутствует в кристаллических Al зернах (диаметр зерна: не больше чем 10 нм) в очень равномерно диспергированном состоянии.

При погружении базового материала, покрытого термически напыленной Al пленкой, в теплую воду или распылении водяного пара на базовый материал, как описано выше, например, при погружении его в теплую воду, температура которой поддерживается на заданном уровне, реакция данной пленки с водой инициируется сразу после погружения, которое сопровождается выделением газообразного водорода, вода чернеет по мере протекания реакции из-за присутствия, например, осажденного In, в конце термически напыленная пленка полностью растворяется, и осадки, состоящие из, например, Al, In и Si, остаются в теплой воде. Эта реакция энергично протекает с увеличением температуры воды.

Указанная термически напыленная пленка описана выше, принимая, в качестве примера, что пленка образована, используя материал, имеющий прутковую или проволочную форму, с помощью технологии пламенного-термического напыления, но данная Al пленка может также быть образована, используя порошковый материал, с помощью технологии пламенного-термического напыления. Данная пленка дополнительно может быть образована с помощью технологии электродугового напыления или технологии плазменного напыления. В настоящем изобретении исходный материал, описанный выше, расплавляют с последующим напылением расплавленного материала на поверхность базового материала, его закаливанием и затвердеванием с образованием термически напыленной пленки с помощью одной из этих технологий термического напыления, используя известные условия процесса.

При использовании базового материала, поверхность которого покрыта вышеуказанной, реагирующей с водой Al пленкой, в виде составляющего элемента камеры для образования пленки, такого как предотвращающая адгезию пластина или заслонка, который находится внутри камеры для образования пленки аппарата для образования пленки, как было описано выше, пленка, образованная из образующего пленку материала, неизбежно приставшая к данному составляющему элементу камеры для образования пленки, может легко отслаиваться от составляющего элемента после завершения процесса образования пленки, выполненного заданное число раз или циклов, и, соответственно, ценные металлы могут быть легко извлечены из отделенной Al пленки, обеспеченной осажденной пленкой из пленкообразующего материала.

В этом случае в качестве жидкости для отделения Al композитной пленки используется не какой-либо химический реагент, а вода, такая как чистая вода, водяной пар или водный раствор. Соответственно, можно предотвращать возникновение какого-либо повреждения составляющего элемента камеры для образования пленки, такого как предотвращающая адгезию пластина, из-за растворения последнего в данной жидкости, и эти составляющие элементы могут повторно использоваться в существенно большем числе раз по сравнению с тем, что наблюдается для случая, когда химический реагент используется в качестве такой жидкости для отделения. Кроме того, никакой химический реагент не используется в настоящем изобретении, и, следовательно, это приведет к заметному снижению расходов, требуемых для последующей обработки, и сохранению окружающей среды. Более того, большая часть пленкообразующих материалов, пристающих к составляющим элементам камеры для образования пленки, таким как предотвращающая адгезию пластина, никогда не растворяются в воде, и, соответственно, настоящее изобретение имеет преимуществом то, что материал может извлекаться в форме твердого вещества, имеющего композицию и форму, по существу, идентичные наблюдаемым для пленкообразующего материала. Кроме того, настоящее изобретение демонстрирует то преимущество, что не только расходы на извлечение могут сильно снижаться, но также способ, применяемый для извлечения, может быть упрощен, и, соответственно, широкое множество материалов может извлекаться согласно настоящему изобретению. Например, если пленкообразующие материалы представляют собой дорогостоящие металлы, такие как драгоценные металлы и редкие металлы, использование составляющего элемента камеры для образования пленки, такого как предотвращающая адгезию пластина, который обеспечен на своей поверхности пленкой, состоящей из реагирующего с водой Al композитного материала настоящего изобретения, предоставит возможность удаления или отделения пленки, неизбежно приставшей к данному составляющему элементу во время операций образования пленки и состоящей из пленкообразующего материала, просто путем погружения данного элемента в воду или распыления на него водяного пара. Это, в свою очередь, позволяет извлекать драгоценные металлы и редкие металлы без возникновения какого-либо загрязнения. Таким образом, стоимость извлечения может быть снижена, и пленкообразующий материал может также извлекаться при сохранении их высокого качества.

Настоящее изобретение будет теперь описано более подробно ниже со ссылкой на следующие рабочие примеры.

Пример 1

Следующие Al-In композиции готовили и затем изучали в отношении чистоты Al, концентрации In и растворимости или активности полученных, термически напыленных пленок, и полученные таким образом результаты исследовали и сравнивали друг с другом, используя 3NAl, 4NAl и 5NAl в качестве исходных Al материалов. В этой связи добавленное количество In выражали в терминах относительно массы (веса) использованного исходного Al материала.

- 3NAl - 2 мас.% (вес.%) In;

- 3NAl - 3 мас.% In;

- 3NAl - 4 мас.% In;

- 4NAl - 2 мас.% In;

- 4NAl - 3 мас.% In;

- 4NAl - 4 мас.% In;

- 5NAl - 1,5 мас.% In;

- 5NAl - 2,5 мас.% In;

- 5NAl - 3,5 мас.% In.

Объединяли Al и In друг с другом с величинами, указанными выше, равномерно растворяя или диспергируя In в Al, и затем каждую из полученных смесей формовали в прутковое изделие, и данное изделие использовали в качестве материала для процесса термического напыления. Затем термически напыленную пленку формировали путем плавления данного пруткового изделия и затем термического нанесения полученного расплава изделия на поверхность базового материала, сделанного из алюминия, в атмосфере с помощью технологии пламенного напыления из прутка (источник тепла: газ С2Н22; температура: приблизительно 3000°С). Каждую из полученных таким образом термически напыленных пленок подвергали тепловой обработке при температуре в диапазоне от 0 до 350°С (пленку обрабатывали в атмосфере в течение одного часа и затем охлаждали в печи) вместо воздействия на нее термического гистерезиса, возможно случающегося во время процесса образования пленки. Затем базовый материал, обеспеченный термически напыленной пленкой, до данной тепловой обработки (0°С) и тот же базовый материал, использованный выше и полученный после тепловой обработки, каждый, погружали в 300 мл чистой воды, поддерживаемой при 80°С, с последующим определением плотности тока каждой жидкости погружения, чтобы получить растворимость каждой термически напыленной пленки. Полученные таким образом результаты исследовали. Полученные таким образом результаты представлены на фиг.1. На фиг.1 температура тепловой обработки (°С) отложена по абсциссе, а плотность тока реакции (мА/см2) по ординате.

Данные, представленные на фиг.1, ясно показывают, что при использовании исходных Al материалов, имеющих чистоту 4N или 5N, наблюдается тенденция, что полученные Al пленки имеют растворимости в воде, более высокие, чем наблюдали для Al пленки, полученной, используя 3NAl, и данные также показывают, что для исходного Al материала, имеющего конкретную чистоту, наблюдается следующая тенденция: чем выше концентрация In (не менее чем 2 мас.%) в Al композитном материале, тем выше растворимость полученной Al пленки. По этой причине, когда использовали исходный Al материал, имеющий чистоту не менее чем 4N, и Al-In система имела концентрацию In от 2 до 5 мас.%, полученная термически напыленная Al пленка демонстрировала хорошее отслаивание от базового материала.

Было обнаружено, что при погружении в теплую воду, поддерживаемую при 80°С, базового материала, покрытого термически напыленной Al пленкой, имеющей хорошую растворимость в воде и полученной после указанной тепловой обработки, реакция пленки с водой инициируется сразу после погружения, которое сопровождается энергичным выделением газообразного водорода, вода чернеет по мере протекания реакции из-за присутствия, например, осажденного In, в конце термически напыленная пленка не может сохранять состояние, когда она прочно пристает к базовому материалу, из-за реакции с водой, и пленка начинает отслаиваться от базового материала с растворением.

Пример 2

Операции образования платиновой (Pt) пленки повторяли на протяжении 30 циклов, используя распыляющий аппарат, оборудованный предотвращающей адгезию пластиной, поверхность которой была покрыта термически напыленной пленкой (толщина пленки: 200 мкм) из 4NAl - 3 мас.% In, приготовленной в примере 1, и затем данную предотвращающую адгезию пластину, к которой пристала Pt пленка, демонтировали из распыляющего аппарата и обрабатывали теплой водой, поддерживаемой при 80°С. В результате было обнаружено, что термически напыленная пленка полностью растворялась за 30 минут и что приставшая пленка Pt отслаивалась от предотвращающей адгезию пластины. Таким образом, Pt в качестве пленкообразующего материала можно было легко извлекать. На этой стадии было обнаружено, что AlOOH осаждался в теплой воде.

Применимость в промышленности

При покрытии Al пленкой, состоящей из реагирующего с водой Al композитного материала согласно настоящему изобретению, поверхности составляющих элементов камеры для образования пленки вакуумного аппарата для образования пленки, который применяется при образовании тонкой пленки металла или соединения металла с помощью технологии напыления, технологии вакуумного осаждения, технологии ионного осаждения и CVD технологии, данная пленка, неизбежно пристающая во время данного процесса образования пленки к поверхности такого составляющего элемента камеры для образования пленки, может отслаиваться от него во влажной атмосфере и может легко извлекаться. Следовательно, настоящее изобретение может быть использовано в областях, в которых применяются эти аппараты для образования пленки, например в областях техники, связанных с полупроводниковыми элементами и электронным машинным оборудованием и инструментами, в целях увеличения количества раз повторного использования данных составляющих элементов камеры для образования пленки аппаратов для образования пленки и извлечения пленкообразующих материалов, которые содержат ценные металлы.

1. Реагирующий с водой Al композитный материал для получения пленки на основе, содержащий исходный Al материал чистотой 4N или 5N и добавленный в него In в количестве в диапазоне от 2 до 5 мас.% в расчете на массу Al, где In равномерно диспергирован в кристаллических Al зернах.

2. Способ получения реагирующей с водой Al пленки из композиционного материала на основе, включающий расплавление композиционного материала, полученного путем добавления In к исходному Al материалу чистотой 4N или 5N в количестве в диапазоне от 2 до 5 мас.% в расчете на массу исходного Al материала, с равномерным диспергированием In в полученном расплавленном материале для получения однородной композиции, термическое напыление расплавленного материала на поверхность основы и затем отверждение напыленного расплавленного материала путем закаливания с получением пленки.

3. Реагирующая с водой Al пленка из композиционного материала, нанесенная на основу, состоящая из реагирующего с водой Al композитного материала по п.1.

4. Составляющий элемент из реагирующей с водой Al пленки на основе пленкообразующей камеры для получения пленки из драгоценных или редких металлов, у которого реагирующая с водой Al пленка состоит из реагирующего с водой Al композитного материала по п.1 или получена способом по п.2.

5. Элемент по п.4, при этом данный составляющий элемент представляет собой предотвращающую адгезию пластину, заслонку или рамку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к плазменной обработке поверхности частиц с помощью диэлектрических барьерных разрядов. .

Изобретение относится к технологии газотермического напыления, а именно к плазменным способам напыления износостойких покрытий на детали, работающие при одновременном воздействии износа и коррозионных сред, и может быть использовано в машиностроении, металлургии, энергетике и других сферах производства.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам подготовки поверхности заготовок для горячей деформации, и может быть использовано для обеспечения защиты поверхности заготовок из химически активных тугоплавких металлов IV и V групп или сплавов на их основе.

Изобретение относится к способам электровзрывного нанесения покрытий на медные контактные поверхности. .

Изобретение относится к оптическим технологиям, в частности к лазерным методам формирования на подложках структурных образований нано- и микроразмеров для нано- и микромеханики и микроэлектроники.

Изобретение относится к оптимизированному твердому покрытию и заготовке, в частности режущему инструменту с нанесенным на него твердым покрытием, а также способу получения заготовки с покрытием, способу резания и способу получения обработанной заготовки.

Изобретение относится к области газотермического нанесения покрытий, а именно лазерно-плазменному напылению, и может быть использовано для поверхностной обработки деталей в машиностроении, в том числе специальном, авиастроении, ракетостроении, энергетике.

Изобретение относится к устройству лазерной наплавки и легирования материалов и может быть использовано при наплавке различных материалов лазерным излучением и в лазерной стереолитографии с применением порошковых материалов.

Изобретение относится к получению Аl пленки из реагирующего с водой Аl композитного материала, наносимой на детали пленкообразующей камеры устройств образования пленок.

Изобретение относится к способам изготовления деталей подшипников качения, имеющих градиент содержания углерода по меньшей мере в зоне приповерхностного слоя. .

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин, в частности к способу восстановления подшипника скольжения. .

Изобретение относится к многослойному покрытию, представляющему собой термический барьер, а также к детали с таким покрытием. .
Изобретение относится к способам нанесения покрытий на гильзы цилиндров двигателей. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам обработки деталей магнитопроводов магнитных систем электрических реактивных двигателей малой тяги.
Изобретение относится к способу повышения долговечности и износостойкости пластин приводных пластинчатых цепей механизмов шлюзовых ворот и затворов гидротехнических сооружений, изготовленных заданной толщины штамповкой или плазменной резкой из проката стали ст.45 или стали ст.65Г, и может быть использован при изготовлении новых и восстановлении отработавших цепей.
Изобретение относится к процессам нанесения покрытий, в частности к материалам для газотермического напыления покрытий, и может быть использовано для повышения износостойкости деталей узлов трения и восстановления изношенных поверхностей, например, цилиндровых втулок дизелей.

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу и специальному самоходному подвижному составу (ССПС), в частности к восстановлению изношенных поверхностей буксовых шеек осей вагонных, локомотивных и ССПС колесных пар газотермическим напылением, а именно способом электродуговой металлизации напылением.
Изобретение относится к бумагоделательному производству, в частности к способу нанесения коррозионно-стойкого покрытия на рабочую поверхность лощильных и крепирующих цилиндров, и может быть использовано при ремонте лощильных и крепирующих цилиндров без снятия их с рабочей позиции.

Изобретение относится к способу получения реагирующей с водой алюминиевой пленки и составляющего элемента для пленкообразующей камеры, который покрыт этой алюминиевой пленкой
Наверх