化学气相沉积技术及在难熔金属材料中的应用

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增刊１黎宪宽等：化学气相沉积技术及在难熔金属材料中的应用·４４１·

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图２ｋ／Ｒｅ喷管沉积成型过程示意图

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其它金属或陶瓷基体上沉积成型，因此ＣＶＤ铌可以很好的解决异种材料间的连接问题。通常在ｋ／Ｒｅ喷管或其它材料喷管的头部和尾部沉积铌环，使喷管分别与喷注器及铌喷管延伸段实现电子束焊接。ＣＶＤ铌还可用作喷管与发动机其它部件的过渡连接环以及钨热交换器的连接法兰等。

２．４其它应用

前苏联早在２０世纪６０～７０年代就实现了无废料闭路循环的氟化物化学气相沉积新工艺【４５．４６】，该新工艺可应用于钨异型品和毛细管以及具有特异性能的钨涂层和钨粉的制取。这些制品可用作高温下的结构元件。如电真空仪表装置元件和Ｘ射线管旋转阳极钨靶等。

ＣＶＤ技术可以制备难熔金属棒材、管材和坩埚等各种块体异型结构件。例如，Ｕｌｔｒａｍｅｔ公司采用ＣＶＤ技术制备出了直径为３２５ｒａｉｎ，长度为５７５ｌｌｌｎｌ，壁厚为１．５ｍｉｌｌ的用于单晶生长的无缝钨坩埚以及长度为１７５ｍｍ的钨集气管【４７】；在超高温惰性或氧化气氛下使用的难熔金属热电偶套管均可用ＣＶＤ技术制备。在惰性气氛下，ＣＶＤ钨和铼热电偶套管允许使用的温度高达２５００℃，在Ｈ２气氛下表现更为优异。在氧化气氛下，涂有铱保护涂层的ＣＶＤ铱／铼套管允许使用的最高温度为２２００℃；在输送硝酸等腐蚀介质的不锈钢或镍基超合金阀门和管道内部沉积一层３岬左右的钽涂层，可有效提高管道的抗腐蚀性能并延长管道的使用寿命。

３ＣＶＤ难熔金属研究展望

在难熔金属的涂层应用上，美国等发达国家的ＣＶＤ技术已经获得了工业级大规模的应用；在异型结构件的制备上，ＣＶＤ技术也获得了长足的发展和应用。ＣＶＤ技术在制备难熔金属领域上的研究仍然方兴未艾。主要的研究方向有：（１）寻求更低的沉积温度【６ｊ，主要通过技术复合、制备新的前驱体以及采用不同的化学反应等来降低沉积温度；（２）探寻更优异的ＣＶＤ难熔金属薄膜、粉末和异型件；（３）继续探索并制备各种优异性能的难熔金属化合物涂层；（４）利用ＣＶＤ的之类ＣＶＩ技术制备多孔难熔金属材料及复合材料；（５）难熔金属合金的ＣｖＤ制备探索。

与单一难熔金属相比，难熔金属合金在保持原有高温性能的同时，具有更高的强度、硬度、抗热疲劳性能及其它优异的物理化学性能。但关于ＣＶＤ技术制备难熔金属合金的研究报道很少。Ａｕｅｋ等在１９７３年报道了ＣＶＤＷ－２２％Ｒｅ合金在不同退火温度和时间下的晶粒长大规律，但合金的具体沉积过程和参数并未报道。Ａｕｃｋ的研究表明【４引，ＣＶＤ制各的钨铼合金存在着以ｌｔｔｍ为周期的成分起伏和强度起伏。

近几年来，北京工业大学马捷等［４９，５０ｌ对钨铼和钼钨合金的ＣＶＤ制备技术进行了较为广泛的研究，指出ＣＶＤ技术可沉积出成分均匀的合金薄膜。然而，

关于合金成分的精确控制及工艺的可重复性等，在所有涉及到难熔金属合金ＣＶＤ制各的文献中均未有过阐述。这一问题同样困扰着其它合金的ＣＶＤ应用。例如在集成电路中应用最早最为广泛的铝合金互联线，因ＣＶＤ技术难以在工艺上可重复地制备出所需成分的铝合金而受到限制［４２ｌ。因此，突破ＣＶＤ技术在难熔金属合金上的应用，其关键技术是如何解决合金成分的可控性问题。由于难熔金属合金ＣＶＤ制备技术的研究相对薄弱甚至空白，从而在构成一个挑战性研究课题的同时，也为研究者提供了良好的研究机遇。

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化学气相沉积技术及在难熔金属材料中的应用

作者：黎宪宽， 陈力， 蔡宏中， 魏巧灵， 胡昌义， Li Xiankuan， Chen Li， Cai Hongzhong ， Wei Qiaoling， Hu Changyi

作者单位：黎宪宽,蔡宏中,魏巧灵,Li Xiankuan,Cai Hongzhong,Wei Qiaoling(昆明贵金属研究所,云南,昆明,650106;云南省贵金属材料重点实验室,云南,昆明,650106)， 陈力,胡昌义,Chen

Li,Hu Changyi(昆明贵金属研究所,云南,昆明,650106;云南省贵金属材料重点实验室,云南

,昆明,650106;昆明理工大学,云南,昆明,650093)

刊名：

稀有金属材料与工程

英文刊名：RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING

年，卷(期)：2010，39(z1)

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