Способ нанесения углеродного покрытия

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для нанесения углеродных покрытий путем термического разложения углеродосодержащих соединений на поверхности материала. Способ нанесения углеродного покрытия на поверхность изделия, в котором углекислый газ пропускают через активированный уголь при температуре 800-1000°С с получением CO газа, который на поверхности изделия, имеющего температуру 400-600°С, разлагается на C и CO2 с осаждением углерода на поверхность изделия, после чего изделие отжигают в инертной атмосфере при температуре 400-600°С. Обеспечивается упрощение процесса нанесения покрытия. 1 ил., 1 табл., 6 пр.

 

Способ относится к области металлургии и может быть использован для нанесения углеродных покрытий путем термического разложения углеродосодержащих соединений на поверхности материала.

Известен способ нанесения защитных покрытий (патент РФ №2048607 опуб. 20.11.1995) состоящий из нанесения изоструктурного алмазного подслоя на защищаемые элементы перед выращиванием алмазоподобной пленки и инициировании и поддержании СВЧ-разряда на частоте резонансного поглощения углеводородной смеси для получения алмазоподобной пленки.

Недостатком способа является сложность осуществления способа из-за предварительного выращивания алмазоподобной пленки и использование специального СВЧ оборудования для осуществления предлагаемого способа.

Наиболее близким к заявленному по своей технической сущности и достигаемому результату является способ получения углеродного покрытия (А.с. СССР №1175906 опуб. 30.08.85 Бюл. №32) на поверхности изделий путем термообработки изделия в потоке газообразного углеводорода, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры термообработки, поверхность изделий предварительно обрабатывают 2-25 мас. %-ным водным ратвором нитрата никеля или железа, а термообработку ведут при 400-600°С в течении 5-60 мин, причем в качестве углеводородов используют по крайней мере один газообразный углеводородов из ряда С24 или жидкий углеводород с температурой кипения ниже 250°С

К недостаткам способа можно отнести сложность осуществления способа, т.е. предварительную обработку изделия раствором нитрата никеля или железа, подбор углеводорода удовлетворяющего вышеприведенным условиям.

Задачей изобретения является упрощение процесса нанесения покрытия.

Решение поставленной задачи достигают тем, что Способ нанесения углеродного покрытия на поверхности изделия с дальнейшей его термообработкой. В качестве углеродного покрытия используют углекислый газ путем пропускания его через активированный уголь при температуре 800-1000°С, и нанесением на изделие при температуре 400-600°С, с последующей обработкой в инертной атмосфере при той же температуре до получения плотного покрытия Сущность способа заключается в следующем.

Способ основан на реакции Буду ара-Белла:

Реакция обратимая. Температура равновесия ~700°С. Выше этой температуры равновесие реакции сдвинуто в право и образуется в основном СО, при температурах ниже 700°С образуется С и СО2.

Нижний предел температуры газа СО 800°С выбран в связи с получением плотного покрытия при соотношении СО/CO2 ≈ 8,7. При снижении температуры до 700°С константа равновесия реакции (1) становится равной 1 и СО в газовой фазе практически отсутствует.

Верхний предел температуры газа СО 1000°С выбран в связи с тем, что содержание СО в газовой фазе выше 1000°С достигает 100% и не изменяется с повышением температуры, при этом покрытие полученное при температурах выше 1000°С получается рыхлым, легко отделяемым.

Нижний предел температуры реакции (1) 400°С связан с практически 100% содержанием СО2 в продуктах обратной реакции ниже 400°С ввиду слабой кинетики обратной реакции, при этом получение покрытия невозможно.

Верхний предел температуры реакции (1) 600°С связан со слабым содержанием СО в газовой фазе и при соотношении СО/СО2 ≈ 0,35 сравнительно высоким содержанием сажистого углерода. При 700°С содержание СО и CO2 практически сравнивается и сажистый углерод в продуктах реакции отсутствует.

Для получения углеродного покрытия по заявленному способу использовали установку (фиг.).

Через емкость 1 нагретую до температуры 800-1000°С пропускают углекислый газ (CO2) через патрубок 2. В емкость загружен активированный уголь. Полученный по прямой реакции (1) СО попадает в емкость 3, к одной стороне которой присоединено изделие 4 охлаждаемое до температуры 400-600°С. На поверхности изделия идет обратная реакция (1) т.е. разложение СО на С и CO2 и осаждение углерода на поверхности изделия. Излишек CO2 удаляется через патрубок 5. Толщина покрытия определялась временем пребывания изделия в процессе осаждения углерода. После чего изделие отжигалось в печи в инертной атмосфере при 400-600°С до получения плотного покрытия.

Пример 1-6.

В установку фиг. 1 загружали активированный уголь, закрепляли изделие на емкости 3. Нагревали уголь и изделие до требуемой температуры и пропускали углекислый газ через активированный уголь. После нанесения покрытия изделие отжигали в инертной атмосфере до получения плотного покрытия.

Приведенные примеры не ограничивают возможность осуществления нового способа при других температурах осаждения, но в заявляемых интервалах 400-600°С и температурах газа СО от 800-1000°С.

Способ нанесения углеродного покрытия на поверхность изделия, отличающийся тем, что углекислый газ пропускают через активированный уголь при температуре 800-1000°С с получением CO газа, который на поверхности изделия, имеющего температуру 400-600°С, разлагается на C и CO2 с осаждением углерода на поверхность изделия, после чего изделие отжигают в инертной атмосфере при температуре 400-600°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству атомно-слоевого осаждения покрытия на поверхность подложки. Осуществляют последовательность атомно-слоевого осаждения, включающую по меньшей мере один цикл осаждения, причем в каждом цикле образуется монослой осажденного материала.

Изобретение относится к производству интегральных микросхем и микроэлектромеханических приборов и может быть использовано для формирования трехмерных структур топологических элементов функциональных слоев на поверхности подложек без использования фотошаблонов и фоторезистивных масок.

Изобретение относится к производству объемных изделий (структур) из алмаза: губок, пористых структур сложной формы, и может быть использовано в твердотельной электронике для производства теплоотводов, эмиссионных электродов и высоковольтных изоляторов, в теплотехнике при конструировании эффективных теплообменников, в биологии и медицине при изготовлении фильтров и мембран.

Изобретение относится к способу газофазного осаждения покрытий тантала на поверхности изделий и может быть использовано для создания защитных покрытий, например, на оружейных стволах, в печатающих головках струйных устройств, биомедицинских имплантатах, а также для создания покрытий в изделиях микроэлектроники, например, в качестве диффузионного барьера между медью и кремнием, в качестве электрода затвора в полупроводниковых полевых транзисторах.

Изобретение относится к слоистому материалу, предназначенному для получения барьерных пленок, включающему более чем одну последовательность, включающую (а) слой, содержащий В, Al, Si, Ti, Zn, Y, Zr, La, имеющий толщину от 0.4 до 15 нм, и (б) слой, содержащий органический тиол.

Изобретение относится к области способов получения органо-неорганических слоистых материалов путем атомно-слоевого осаждения. Способ получения органо-неорганического слоистого материала включает движение подложки по отношению к, по меньшей мере, двум отдельным отверстиям, расположенным вдоль относительно подвижной траектории.

Изобретение относится к технологии химического нанесения покрытий путем разложения газообразных соединений, в частности к способам введения газов в реакционную камеру.

Изобретение относится к технологии химического нанесения покрытий путем разложения газообразных соединений, в частности к способам введения газов в реакционную камеру.

Изобретение относится к способу получения многослойного покрытия, выполненного из тонкой пленки градиентного состава, и изделию, полученному указанным способом. Осуществляют введение в плазму по меньшей мере одного химического вещества-предшественника, причем указанное введение включает введение в плазму первого химического вещества-предшественника и по меньшей мере одного другого химического вещества-предшественника, отличного от первого химического вещества-предшественника.
Настоящее изобретение относится к способу гидрофобизации поверхности субстратов и может быть использовано в газоносных системах отбора и хранения проб природного газа для подготовки субстрата, например сосуда для хранения газа и подводящего трубопровода, в системах контроля качества продукции в нефтяной и газовой промышленности, в химико-аналитических лабораториях, при производстве аналитических приборов и хроматографов, в коммерческих узлах учета, в системах измерений количества и показателей качества газа и сжиженных углеводородных газов на магистральных газопроводах.

Изобретение относится к технологии химического осаждения из газовой фазы CVD и может быть использовано для синтеза углеродных наноматериалов, таких как пленки графена, многослойного графена, углеродных нанотрубок.

Изобретение относится к механической детали пары трения. Деталь пары трения снабжена покрытием из аморфного углерода с по меньшей мере 70 ат.% углерода, исключая содержание водорода, и предназначена для взаимодействия путем скольжения с противоположной деталью, твердость поверхности которой составляет не более двух третей от твердости этого покрытия.

Изобретение относится к способу изготовления рассеивающего заряд поверхностного слоя на элементе, выполненном из диэлектрического материала на основе полимера или композитного материала на основе полимеров, который предназначен для использования в космическом пространстве или в других экстремальных условиях, и к элементу, который имеет по меньшей мере одну поверхность, в частности две противоположные поверхности.

Изобретение относится к полупроводниковой и сверхпроводниковой электронике и может быть использовано при изготовлении фотонных устройств, сверхъёмких аккумуляторов и суперконденсаторов, высокочувствительных химических сенсоров и разделительных мембран.

Изобретение относится к элементу скольжения, используемому в двигателе внутреннего сгорания, имеющему по меньшей мере на одной поверхности износоустойчивое покрытие.

Изобретение относится к технологиям получения массивов углеродных нанотрубок на поверхности подложки. В реакционной камере формируют поток рабочего газа, содержащего несущий газ, газообразный углеводород и предшественник катализатора для синтеза углеродных нанотрубок.

Изобретение относится к металлургии получения особо чистых материалов и может быть использовано при получении защитного покрытия карбида кремния на кварцевом изделии осаждением из газовой фазы на нагретую поверхность, применяемого для технологической оснастки в процессах получения особо чистых элементов и веществ.

Изобретение относится к мезопористому композитному материалу "углерод на оксиде алюминия" C/Al2O3 для использования в качестве сорбента или носителя для катализатора.

Изобретение относится к области получения пироуглеродных и карбидных покрытий в псевдоожиженном слое (ПС) частиц полифракционного состава, изменяющегося в процессе осаждения покрытий, и может быть использовано в атомной и электронной технике.
Изобретение относится к области получения графитовых материалов и может быть использовано в химической технологии, атомной и электронной технике. Осуществляют осаждение пироуглерода на топливные частицы путем подачи в зону осаждения смеси углеводорода и инертного газа в течение времени τ, увеличения суммарного расхода газовой смеси в 1,1-1,4 раза по сравнению с исходным значением.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для нанесения углеродных покрытий путем термического разложения углеродосодержащих соединений на поверхности материала. Способ нанесения углеродного покрытия на поверхность изделия, в котором углекислый газ пропускают через активированный уголь при температуре 800-1000°С с получением CO газа, который на поверхности изделия, имеющего температуру 400-600°С, разлагается на C и CO2 с осаждением углерода на поверхность изделия, после чего изделие отжигают в инертной атмосфере при температуре 400-600°С. Обеспечивается упрощение процесса нанесения покрытия. 1 ил., 1 табл., 6 пр.

Наверх