| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2214476
СПОСІБ ФОРМУВАННЯ ПОКРИТТЯ З ДОРОГОЦІННИХ МЕТАЛІВ ТА ЇХ СПЛАВІВ
Ім'я заявника: Дочірнє державне підприємство "Інститут ядерної фізики" Національного ядерного центру Республіки Казахстан (KZ)
Ім'я винахідника: Тулеушев Аділ Жіаншаховіч (KZ); Лісіцин Володимир Миколайович (KZ); Тулеушев Юрій Жіаншаховіч (KZ); Володін Валерій Миколайович (KZ); Кім Світлана Миколаївна (KZ)
Ім'я патентовласника: Дочірнє державне підприємство "Інститут ядерної фізики" Національного ядерного центру Республіки Казахстан (KZ)
Адреса для листування: 480082, Республіка Казахстан, м.Алмати, вул. Ібрагімова, 1, ІЯФ НЯЦ РК, директору К.К.Кадиржанову
Дата початку дії патенту: 2003.07.10
Винахід відноситься до виготовлення покриттів з металів на виробах різного призначення і може бути використано в електротехнічної, радіотехнічної, ювелірної та інших галузях промисловості. Попередньо здійснюють іонне травлення підкладки. Формування покриття ведуть магнетронним розпиленням мішені-катода з дорогоцінних металів або їх сплавів іонами з енергією, достатньою для перенесення атомів металів або їх груп до підкладки, і з мікролегуванням покриття хромом і залізом. Мікролегування здійснюють розпиленням тліючим розрядом елементів пристрою, виконаних з легованої сталі. Співіснування магнетронного і тліючого розрядів забезпечують гальванічної зв'язком анодного блоку і підкладки з позитивним електродом, а мішені-катода і елементів пристрою - з негативним електродом. Така технологія дозволяє підвищити зносостійкість покриття внаслідок дисперсійного зміцнення.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області виготовлення покриттів з дорогоцінних металів на виробах різного призначення і може бути використано в ювелірній, електротехнічної, радіотехнічної та інших галузях промисловості.
Відомий спосіб формування металізації межсоединений для інтегральних схем (авторське свідоцтво СРСР 1707995, кл. З 23 З 14/35, 1994), що включає нанесення шару металу з алюмінію або його сплавів з добавками домішки титану в атмосфері плазмообразующего аргону в установках магнетронного розпилення, в якому нанесення проводять в установках з вакуумною блокуванням при тиску в робочій камері (1-9,6) · 10 -1 Па і тиску в загальній камері, меншому або рівному 1,33 · 10 -3 Па, та утриманні активних газових домішок в робочій камері з тиском, що не перевищує для кисню - 2 · 10 -6 Па, води - 2 · 10 -5 Па, азоту - 1 · 10 -5 Па, вуглеводневих мас - 1,5 · 10 -7 Па. До недоліку способу слід віднести відсутність зміцнення поверхні, що негативно позначається на зносостійкості.
Відомий і спосіб і шарувата структура для прикріплення золота до підкладки (заявка РСТ 90/09464, кл. З 23 З 14/02, 1991), в якому запропоновані шарувата структура, яка містить безпосередньо на підкладці перший шар нітриду, карбіду або карбонитрида металу - титану , цирконію або гафнію, поверх якого знаходиться шар жароміцного металу, над яким розташований шар золота або його сплаву, нанесені переважно шляхом катодного плазмового розпилення. Недоліком способу є недостатня зносостійкість металевого покриття, що визначається в цьому випадку твердістю золота.
У способі магнетронного напилення тонких плівок (авторське свідоцтво СРСР 1760776, кл. З 23 З 14/35, 1994), що включає формування в магнетронном джерелі магнітного поля електромагнітом змінного струму, запалювання розряду в схрещених електричному і магнітному полях, розпорошення матеріалу катода і осадження його на підкладку, перед осадженням здійснюють нагрів підкладок магнетронним джерелом, причому потоком електронів, що бомбардують підкладку при виключенні електромагніту на час зміни напрямку змінного струму. У цьому способі, як і попередньому, сформовані покриття на основі дорогоцінних металів не відрізняються зносостійкістю, що відноситься до його недоліків.
Найбільш близьким за технічною сутністю до заявляється є спосіб нанесення покриттів на підкладки і підкладки з таким покриттям (патент США 5068020, кл. З 23 З 14/46, 1993), в якому для нанесення на алмазну підкладку золотий плівки поверхню алмазної підкладки піддають розпорошення потоком іонів інертного газу при кімнатній температурі, потім наносять плівкоутворювальний матеріал - золото, при цьому енергія іонів достатня для розпилення атомів пленкообразующего матеріалу і перенесення цих атомів до поверхні підкладки з зусиллям, достатнім для утворення золотої плівки, міцно скріпленої з поверхнею підкладки. Цьому способу і властива невисока зносостійкість покриття з золота через малу твердості останнього.
Технічний результат винаходу полягає в підвищенні зносостійкості покриття з дорогоцінних металів та їх сплавів.
Технічний результат досягається в способі формування покриття з дорогоцінних металів та їх сплавів, що включає попереднє іонне травлення підкладки, розпорошення мішені-катода з дорогоцінних металів або їх сплавів іонами з енергією, достатньою для перенесення атомів металів або їх груп до підкладки, їх осадження і освіти покриття , скріпленого з поверхнею підкладки, в якому формування покриття ведуть з мікролегуванням покриття хромом і залізом, які здійснюються під час співіснування магнетронного розряду і тліючого розряду, що виникає в результаті гальванічного зв'язку між анодним блоком і підкладкою з позитивним електродом і мішенню-катодом і елементами пристрою, виконаними з легованої сталі, - з негативним електродом.
СУТЬ ВИНАХОДИ ПОЛЯГАЄ В НАСТУПНОМУ
Мікролегування покриття з дорогоцінних металів та їх сплавів малими кількостями (до 5 · 10 -3 мас.%) Хрому і заліза викликає дисперсійне твердіння покриття, при якому легуючі добавки витісняються на межзеренное кордону, чим досягається підвищення зносостійкості покриття. Мікролегування здійснюють спільним магнетронним розпиленням мішені-катода з дорогоцінних металів або їх сплавів і вельми незначітельньм розпиленням тліючим розрядом елементів пристрою, виконаних з легованої сталі, що має в своєму складі хром і основну складову - залізо, і їх подальше спільне осадження на підкладку. Швидкість розпилення елементів пристрою в 10 3 -10 4 разів менше швидкості розпилення мішені-катода, чим і досягається ефект мікролегування.
Співіснування магнетронного і тліючого розрядів забезпечується відповідним з'єднанням електродів та елементів технологічного обладнання, а саме гальванічної зв'язком анодного блоку і підкладки з позитивним електродом, мішені-катода і елементів пристрою з легованої сталі - з негативним електродом.
Спосіб реалізований при нанесенні покриттів із золота, срібла і сплавів на їх основі. Деякі приклади використання наведені нижче.
приклад 1
Напилення золота з вмістом 99,99 мас.% Основного елемента здійснювали на підкладки у вигляді латунних дисків діаметром 36 мм в обсязі, що має елементи пристрою, виконані з легованої хромом стали 12Х18Н10Т.
При цьому дві мішені-катода були з'єднані з елементами пристрою і заземлені. Диски, закріплені на тримачі, були гальванічно пов'язані з анодним блоком магнетрона і позитивним електродом. Потужність, що підводиться до кожного магнетрону, становила 0,3-0,4 кВт.
При веденні процесу спостерігалося співіснування магнетронного розряду на мішені і тліючого розряду між підкладками і елементами пристрою, виконаними з легованої сталі. В результаті напилення отримані покриття товщиною 1-1,5 мкм з вмістом 6 · 10 -4 мас.
% Хрому і 2 · 10 -3 мас.% Заліза. При випробуванні покриття на зносостійкість остання знайдена в 1,5-2 рази більшою у порівнянні з такою без мікролегування.
приклад 2
Напилення срібла з вмістом 99,99 мас.% Основного елемента здійснювали на мідні підкладки у вигляді прямокутників 15 · 30 мм в вакуумному обсязі, елементи якого виконані з легованої хромом стали 12Х18Н10Т.
При цьому дві мішені-катода були з'єднані з елементами пристрою, виконаними з легованої сталі, і заземлені. Підкладки, закріплені на тримачі, були гальванічно пов'язані з анодним блоком магнетрона і позитивним електродом. Потужність, що підводиться до кожного магнетрону, становила 0,3-0,5 кВт.
При веденні процесу спостерігалося співіснування магнетронного розряду на мішені і тліючого розряду між підкладками і елементами пристрою, виконаними з легованої сталі. Отримано покриття товщиною 1,5-3,0 мкм з вмістом 2 · 10 -4 мас.% Хрому і 1 · 10 -3 мас.% Заліза. При випробуванні покриття на зносостійкість остання знайдена в 1,7-2,3 рази більшою у порівнянні з такою без мікролегування.
приклад 3
Напилення покриття на вироби неправильної форми, габарити яких не перевищували 10 · 12 · 30 мм, виробляли розпиленням сплаву, що містить золота - 75 мас.%, Срібла - 8 мас.%, Решта - мідь, за умов, як в прикладах 1 і 2 . При аналізі складу покриттів зазначено присутність до 5 · 10 -4 мас.
% Хрому і (2-4) · 10 -3 мас.% Заліза. Випробування зносостійкості покриття показало збільшення її в 1,2-1,4 рази в порівнянні з такою без мікролегування.
Таким чином, приклади реалізації способу і результати, викладені в них, свідчать про збільшення зносостійкості покриттів з дорогоцінних металів та їх сплавів внаслідок дисперсійного зміцнення.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб формування покриття з дорогоцінних металів та їх сплавів, що включає попереднє іонне травлення підкладки, магнетронного розпилення мішені-катода з дорогоцінних металів або їх сплавів іонами з енергією, достатньою для перенесення атомів металів або їх груп до підкладки, їх осадження і освіти покриття, скріпленого з поверхнею підкладки, що відрізняється тим, що формування покриття ведуть з мікролегуванням покриття хромом і залізом, яке здійснюють розпиленням в тліючому розряді елементів пристрою, виконаних з легованої сталі, при цьому співіснування магнетронного і тліючого розрядів забезпечують гальванічної зв'язком анодного блоку магнетрона і підкладки з позитивним електродом, а мішені-катода і елементів пристрою - з негативним електродом.
Версія для друку
Дата публікації 02.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.