Способ формирования светопоглощающего покрытия


 


Владельцы патента RU 2570715:

Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт микроприборов-Компоненты" (RU)

Изобретение относится к области технологии нанесения светопоглощающих покрытий на основе никель-фосфорного соединения на изделия из меди и может быть применено для чернения конструкционных деталей оптических устройств. Способ включает операции предварительной химической обработки исходной поверхности, осаждение никель-фосфорной пленки и последующее ее оксидирование в кислотных растворах. При этом перед процессом осаждения никель-фосфорной пленки на поверхность детали наносят слой золота толщиной 1-5 мкм. Изобретение обеспечивает повышение однородности и воспроизводимости поглощающих свойств формируемых покрытий, а также возможность повторного проведения процессов осаждения. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области формирования светопоглощающих покрытий на деталях из меди и может применяться для чернения конструкционных деталей оптических устройств с целью подавления рассеянного излучения в оптическом тракте информационных систем.

Известен способ получения светопоглощающих покрытий на основе сплава Ni-P на деталях оптоэлектронных приборов [см. патент RU 2467094 С1 от 20.11.2012, МПК С23С 18/36]. Способ заключается в применении трехстадийного способа оксидирования пленки Ni-P в различных кислотных травителях. Недостатком способа при формировании светопоглощающего покрытия на деталях из меди является воздействие состава травителей на медь, в результате чего поглощающие свойства поверхности покрытия ухудшаются.

Наиболее близким по технической сущности является способ формирования светопоглощающего покрытия со значением коэффициента отражения 0,1-0,5% в спектральном диапазоне длин волн 380-1800 нм (патент US 5074957 МПК В44С 1/22, C23F 1/00 от 24.12.1991). Данный способ включает последовательное проведение операций химической подготовки поверхности детали из различных материалов, в том числе на поверхность медного диска площадью ~1 см2, осаждение никель-фосфорной пленки из раствора и последующее оксидирование в кислотных растворах на основе азотной и серной кислот.

Недостатком этого способа является невозможность проводить повторные процессы нанесения пленок Ni-P на детали из Cu. Повторные процессы необходимы, если по какой-либо причине характеристики покрытия не удовлетворяют требуемым параметрам (плохая адгезия, неоднородность отражения по площади покрытия и др.). Особенно это актуально для деталей сложной конфигурации и большой (более 10 см2) площади покрытия. Стравливание ранее осажденных пленок приводит к воздействию травителя на рабочую поверхность медной детали и делает невозможным повторное проведение процессов получения качественных черных покрытий. Кроме того, поверхность детали, выполненной из меди, характеризуется наличием высокой концентрации структурных дефектов на поверхности подложки, трудно устранимых предварительной химической обработкой. Это сказывается на ухудшении поглощающих свойств черных покрытий, особенно при больших площадях (более 10 см2) чернения. В частности, увеличиваются значения спектрального коэффициента отражения покрытий, ухудшается однородность его значений по площади и воспроизводимость значений от процесса к процессу.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в создании способа формирования светопоглощающего покрытия на конструкционных деталях из меди, позволяющего получать сверхчерные покрытия большой площади с высокой однородностью отражающих свойств по поверхности покрытия в широком спектральном диапазоне, а также обеспечивающего при необходимости производить удаление нанесенного покрытия и повторное его формирование с более высокими поглощающими свойствами.

Поставленная задача решается тем, что в способе нанесения светопоглощающего покрытия на деталях из меди, включающем химическую подготовку поверхности детали, осаждение никель-фосфорной пленки из раствора и последующее оксидирование в кислотных растворах, перед процессом осаждения никель-фосфорной пленки на поверхность детали наносят дополнительный слой золота толщиной 1-5 мкм.

Подслой золота сглаживает структурные дефекты на поверхности медной детали, что позволяет получать на ней качественные пленки Ni-P и, следовательно, качественные сверхчерные покрытия на деталях из меди. Кроме того, нанесение подслоя дает возможность стравливания выращенных пленок Ni-P, исключая воздействие травителя на материал детали, что позволяет при необходимости реставрировать покрытие на ее рабочей поверхности.

Диапазон толщин дополнительного слоя определяется необходимостью получения сплошной пленки, не имеющей сквозных пор к поверхности детали, а также ее адгезионных свойств. В зависимости от конфигурации поверхности детали этот диапазон составляет 1-5 мкм.

На фиг. 1 представлены спектральные характеристики коэффициента полного отражения образцов со сверхчерным покрытием, сформированных предлагаемым способом. Площадь черного покрытия в обоих случаях составляла ~2 дм2.

Пример. Процесс изготовления светопоглощающего покрытия на детали из меди происходит следующим образом:

1) проводят химическую подготовку поверхности медной детали, включающую обезжиривание в ацетоне и обработку в перекисно-аммиачном растворе, с последующей промывкой в деионизованной воде и сушкой;

2) защищают поверхность детали химически стойкой пленкой, например гальванотехнической лентой SC-1, оставляя открытой только поверхность, на которую необходимо нанести пленку Ni-P;

3) на поверхность медной детали осаждают гальваническим способом слой Au толщиной 1-5 мкм из электролита на основе дицианоаурата калия, лимонной кислоты, ортофосфорной кислоты, водного аммиака, при температуре 60-65°C, значении pH 6-6,5, в течение 10 мин, при плотности тока 0,1-0,3 А/дм2 с последующей промывкой и сушкой;

4) на деталь с нанесенным подслоем осаждают пленку Ni-P из электролита, состоящего, например, из сернокислого никеля, гипофосфита натрия и комплексо -образующих добавок при температуре электролита 85°C, в течение 4 часов при скорости роста 0,2 мкм/мин, с последующей промывкой в деионизованной воде и сушкой;

5) сформированную пленку Ni-P подвергают окислению в кислотном растворе, состоящем из серной кислоты, нитрата натрия и воды, затем в 50% растворе азотной кислоты. В результате происходит чернение рабочей поверхности детали.

При необходимости процесс формирования сверхчерного покрытия можно повторить, стравив слой Ni-P. Химически стойкий слой Аu предохраняет рабочую поверхность медной детали от нежелательного воздействия компонентов травителя, что позволяет провести операцию формирования слоя Ni-P снова с последующим его чернением, используя окислители. На кривых 1 и 2 фиг. 1 приведены значения полного коэффициента отражения от сверхчерной поверхности, сформированной описанным способом, на реставрированной поверхности в спектральном диапазоне облучения 250-2500 нм, полученные с использованием спектрофотометра LAMDA 1050. Кривая 1 соответствует образцу без дополнительного слоя, кривая 2 - образцу с дополнительным слоем, сформированным по описанному способу. Полученные результаты свидетельствуют о существенном положительном эффекте применения дополнительного слоя, в частном случае гальванически осажденного золота, заключающемся в значительном улучшении поглощающих свойств покрытий.

Технический результат состоит в том, что разработанный способ формирования светопоглощающего покрытия на конструкционных деталях из меди позволяет получать сверхчерные покрытия большой площади с высокой однородностью отражающих свойств по поверхности покрытия, а также обеспечивает при необходимости проводить удаление нанесенного покрытия и повторное его формирование с более высокими поглощающими свойствами. Получаемые предлагаемым способом сверхчерные покрытия большой площади имеют высокую однородность отражающих свойств по поверхности покрытия в широком спектральном диапазоне.

Способ формирования светопоглощающего покрытия на деталях из меди, включающий проведение химической подготовки поверхности детали, осаждение никель-фосфорной пленки из раствора и последующее оксидирование в кислотных растворах, отличающийся тем, что перед процессом осаждения никель-фосфорной пленки на поверхность детали наносят слой золота толщиной 1-5 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области осаждения износостойких комбинированных покрытий для защиты поверхностей алюминиевых сплавов от воздействия агрессивных сред и износа, в частности для защиты алюминиевых литейных сплавов с высоким содержанием кремния, и может быть использовано в авиационной промышленности, станко-, судо- и моторостроении.

Изобретение относится к способу газоплазменного напыления теплозащитного покрытия на лопатки турбины газотурбинного двигателя. На перовой части лопатки формируют связующий жаростойкий подслой на основе интерметаллидных никель-алюминиевых (β+Y1) фаз и термобарьерный керамический слой на основе диоксида циркония путем воздействия плазменным напылением на воздухе сфокусированной плазменной струей со скоростью напыляемых частиц 2400 м/с и температурой 5000-12000 K с обеспечением в связующем жаростойком подслое продольной слоистой микроструктуры интерметаллидных зерен, а в термобарьерном керамическом слое - сфероидальных зерен диоксида циркония со столбчатой субструктурой.

Изобретение относится к области получения защитно-декоративных покрытий в вакууме. Способ по первому варианту включает физическое PVD осаждение в вакууме адгезионного слоя на изделие, нанесение на адгезионный слой внутреннего слоя и затем выполнение наружного слоя.

Изобретение относится к области формирования функциональных покрытий, в частности оксида алюминия, на поверхности изделий из титана и его сплавов методами плазменного напыления и микродугового оксидирования.

Изобретение относится к защитному коррозионно-стойкому покрытию, нанесенному на подложку (4) из жаропрочного сплава. Указанное покрытие содержит по меньшей мере двухслойный металлический слой (7, 10), состоящий по меньшей мере из одного нижнего (7) и верхнего (10) слоя на нижнем слое (7).

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, а именно к технологической вакуумной установке для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности стальной детали.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению на деталях из безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов покрытий с барьерным слоем для защиты от газовой коррозии в условиях температур выше 900°C, и может быть использовано в авиадвигателестроении, судостроении, танкостроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу изготовления многослойного покрытия, образующего тепловой барьер, на металлической подложке из жаропрочного сплава и содержащего, по меньшей мере, один металлический подслой (13) и слой (14) керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного иттрием и представляющего столбчатую структуру, определяющую поры.

Изобретение относится к производству патронов и предназначено для нанесения защитного полимерного покрытия на поверхность стальных гильз. Способ включает обезжиривание гильзы и травление, чередующиеся промывками горячей и холодной водой, формирование на поверхности гильзы фосфатной пленки, пассивацию и нанесение покрытия с чередующимися сушками, при этом формирование фосфатной пленки на поверхности гильзы осуществляют, по меньшей мере, в двух ваннах.

Изобретение относится к способу герметизации микроотверстий в металлическом покрытии, полученном химическим восстановлением, включающему нанесение на подложку путем химического восстановления слоя металлического покрытия, содержащего дефекты в виде микроотверстий, допускающих гидравлическое сообщение между подложкой и окружающей средой, нанесение поверх упомянутого слоя металлического покрытия слоя отверждаемого эпоксидного герметика посредством распыления и заполнение дефектов в виде микроотверстий, причем указанный отверждаемый эпоксидный герметик имеет вязкость от 20 до 1200 сПз при температуре окружающей среды, отверждение нанесенного эпоксидного герметика для обеспечения отвержденного эпоксидного покровного слоя и удаление значительной части отвержденного эпоксидного покровного слоя для обеспечения изделия, включающего металлическое покрытие, полученное химическим восстановлением, по существу не содержащее дефектов в виде микроотверстий, допускающих гидравлическое сообщение между подложкой и окружающей средой.
Изобретение может быть использовано для подготовки деталей теплообменника из алюминиевых сплавов под пайку. Удаляют окисную пленку с поверхности деталей и наносят никелевое покрытие толщиной 5-7 мкм при температуре 85-90°C из раствора следующего состава, г/л: хлорид никеля 20-25, гипофосфит натрия 15-20, тиомочевина 0,001, борная кислота 5-15, молочная кислота 35-45.

Изобретение относится к получению покрытий на металлических поверхностях. В способе на стальную поверхность наносят многослойное покрытие, в котором в качестве нечетных слоев наносят слои никель-фосфор, а в качестве четных кобальт-фосфор.
Изобретение относится к области химической металлизации поверхности металломатричных композиционных материалов, в частности металломатричного композиционного материала алюминий-карбид кремния.

Изобретение относится к способу изготовления электродов с пористым никелевым покрытием для щелочных электролизеров воды путем нанесения никелевого порошка из гальванической ванны с добавками низкомолекулярных спиртов на поверхность никелевой просечно-вытяжной сетки.
Изобретение относится к области нанесения композиционных никель-фосфорных покрытий на стальные детали методом химического осаждения. Раствор содержит, г/л: никеля дихлорид 10-15, янтарная кислота 12-15, натрия фторид 2-3, натрия гидроксид 4-6, натрия гипофосфит 17-20, интеркалированный медью полититанат калия 6-10, остальное - вода.
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на стальные детали методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на стальные детали методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях промышленности.
Изобретение относится к области нанесения композиционных покрытий методом химического осаждения с целью повышения износостойкости стальных изделий и может найти применение в машиностроении, химической промышленности.
Изобретение относится к области нанесения композиционных никель-фосфорных покрытий на стальные изделия методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроительной промышленности.
Изобретение относится к получению светопоглощающего покрытия и может быть использовано при изготовлении элементов оптико-электронных приборов, систем пассивной термической защиты космических аппаратов, шторок телескопов и солнечных коллекторов.
Изобретение относится к области химической металлизации поверхности металломатричных композиционных материалов, в частности металломатричного композиционного материала алюминий-карбид кремния.
Наверх