Коррозионно-стойкое покрытие на основе тантала и способ его получения

(51)7 23 30/00, 23 14/06 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Тулеушев Адил Жианшахович Тулеушев Юрий Жианшахович Володин Валерий Николаевич(73) Дочернее государственное предприятие Институт ядерной физики Национального ядерного центра Республики Казахстан(54) КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ ТАНТАЛА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ быть использовано в производстве антикоррозионных материалов. Коррозионно-стойкое покрытие на основе тантала дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас. медь - не более 45, тантал - остальное. Способ получения коррозионно-стойкого покрытия на основе тантала включает ионно-плазменное распыление мишени из тантала и осаждение на поверхность, при этом одновременно распыляют мишень из меди с получением твердого раствора меди в -тантале. Преимущество изобретения заключается в снижении расхода тантала при получении коррозионностойкого покрытия и его стоимости. 13917 Изобретение относится к области получения коррозионно-стойких пленочных покрытий и может быть использовано в производстве антикоррозионных материалов. Известно использование тантала в качестве коррозионно-стойкого материала в химическом машиностроении для производства агрессивных веществ,сильных кислот, органических и неорганических соединений и в медицине как биологически инертного материала при протезировании и при изготовлении хирургических инструментов (Основы металлургии. М. Металлургия, 1967, т. 4, с. 293, 294). Недостатком использования металлического тантала является высокая его стоимость. Известно также коррозионно-стойкое покрытие из нитрида тантала и способ получения тонких пленок на основе тантала (заявка Японии 63-56309,кл. С 23 С 14/34, 1988), в котором в установку для магнетронного распыления вводят газовую смесь,содержащую 5-75 азота, используемую в качестве плазмообразующей при распылении катода из тантала. Покрытие из нитрида тантала также имеет достаточно высокую стоимость вследствие высокого по отношению ко второму компоненту - азоту расхода металла. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является коррозионностойкое покрытие из тантала и способ формирования тонкослойных покрытий из альфа-тантала (заявка РСТ 92/07968, кл. С 23 С 14/14, 1992), в котором при нанесении на подложке тонкого слоя альфа-тантала предварительно осаждают магнетронным напылением в присутствии азота подслой нитрида тантала, поверх которого наносят слой альфатантала. В этом случае, как и предыдущих, покрытие отличает высокая стоимость, обусловленная стоимостью собственно тантала. Задача изобретения заключается в снижении расхода тантала при получении коррозионно-стойкого покрытия и его стоимости. Это достигается в коррозионно-стойком покрытии на основе тантала, дополнительно содержащем медь, при следующем соотношении компонентов,мас. медь - не более 45, тантал - остальное, а также в способе получения коррозионно-стойкого покрытия на основе тантала, включающем ионноплазменное распыление мишени из тантала и осаждение на поверхность, при этом одновременно распыляют мишень из меди с получением твердого раствора меди в -тантале. Введение в состав второго компонента, в частности, меди снижает расход тантала при формировании покрытия при сохранении коррозионной стойкости. Увеличение содержания меди более 45 мас. снижает коррозионную стойкость покрытия. Осаждение покрытия на основе тантала, имеющего в своем составе медь, в виде твердого раствора меди в -тантале способствует вследствие структуры твердого раствора, аналогичной структуре тантала, сохранению коррозионной стойкости при замене в составе покрытия части тантала медью. Изложенное способствует достижению технического результата. Примеры реализации предложенного состава покрытия и способа его получения приведены ниже. Коррозионную стойкость покрытий оценивали визуально после выдержки образцов в разбавленной(11) азотной кислоте в течение не менее 24 часов. Пример 1. На ионно-плазменной установке,снабженной двумя магнетронами с мишенями из тантала и меди, производили напыление покрытия на подложки из поликора (А 12 О 3), многократно поочередно пересекающие потоки распыленных металлов. Подложки предварительно подвергали ионному травлению в течение 0,5 часа. Скорость перемещения подложек составляла 510-2 мс-1. Количество распыленного и, соответственно, осажденного металла регулировали мощностью, подводимой к каждому магнетрону, равной в этом случае 101 Вт для магнетрона с мишенью из тантала и 62 Вт - с мишенью из меди. В результате получено покрытие,содержащее 45 мас. меди в тантале, представленное твердым раствором меди в -тантале с кристаллической решеткой -тантала, что подтверждено данными рентгеноструктурного анализа. Выдержка образцов покрытия в растворе азотной кислоты в течение 48 часов показала индифферентность покрытия в агрессивной среде. Пример 2. На установке и при условиях, как в примере 1 (но при другой подводимой мощности),получено покрытие, содержащее 51 мас. меди. При погружении в раствор азотной кислоты указанной концентрации уже в течение первого получаса наблюдали реакцию взаимодействия меди с 3 и образование пор на поверхности покрытия, что подтверждает снижение коррозионной стойкости. Таким образом, приведенные примеры и результаты, изложенные в них, свидетельствуют о снижении расхода тантала при получении коррозионностойкого покрытия и его стоимости. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Коррозионно-стойкое покрытие на основе тантала, отличающееся тем, что оно содержит твердый раствор меди в -тантале при следующем соотношении компонентов, мас. медь не более 45 тантал остальное. 2. Способ получения коррозионно-стойкого покрытия на основе тантала, включающий ионноплазменное распыление мишени из тантала и осаждение на поверхность, отличающийся тем, что одновременно распыляют мишень из меди с получением твердого раствора меди в -тантале при следующем соотношении компонентов, мас. медь не более 45 тантал остальное.