[发明专利]向表面施加涂层的方法

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/EP2006/003969，国际申请日为2006 年4月28日，进入中国国家阶段的申请号为200680015339.2，名称为“用于 制造或再加工溅射靶和X-射线阳极的涂覆方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及向表面施加涂层的方法，具体涉及在溅射靶或X-射线阳极上施 加层的方法，所述层仅含有少量的气体杂质如氧气。

背景技术

在表面上施加难熔金属层会产生许多问题。

在熟悉的方法中，金属通常完全或部分熔化，结果金属易于氧化或吸收其它 气体杂质。因此，必须在惰性气体或真空中进行常规的方法如堆焊和等离子喷涂。

在这种情况下，需要较高的设备开销，并且构件的尺寸是受限制的，其中气 体杂质的含量仍然不能令人满意。

引入大量的输送到要涂覆的物体上的热会使得变形的可能性非常大，导致这 些方法不能用在复杂构件的情况(通常还包括在低温下熔融的部件)中。具体地说， 这些构件是所谓的溅射靶，即，用在金属的阴极溅射中的金属源。因此，复杂构件 必须在加工之前拆卸，结果导致实践中所述加工不经济，并且只能进行构件材料的 再利用(废弃)。

在真空等离子喷涂中，源自使用的电极的钨和铜杂质会引入层中，结果导致 了不利的情况。例如，如果钽或铌层用于防腐，则这些杂质会通过形成所谓的微原 电池降低涂层的保护作用。在溅射靶的情况下，这一污染会导致部件变得不能用。

并且，这些方法是熔融冶金方法，总是包含其固有的缺点，如单向颗粒生长。 这具体发生在激光加工中，其中，合适的粉末施加在表面上并且通过激光束熔化。 另一个问题是多孔性，这具体可在这样的情况下观察到：金属粉末先施加，接着用 热源熔化。在WO02/064287中已试图仅通过用能量束如激光束表面熔化和烧结粉 末颗粒来解决这些问题。但是，结果并不总是令人满意的，较高的设备开销是必需 的，且一些相关的问题确实解决了，但是无论如何在复杂构件中引入高热量的问题 仍然存在。

WO-A-03/106,051公开了用于低压冷喷涂的方法和设备。在该方法中，将粉末 颗粒涂料在基本上室温下，于气体中喷涂在工件上。该方法在低于大气压的低压环 境中进行，以加速喷涂的粉末颗粒。使用该方法，粉末涂层形成在工件上。

EP-A-1,382,720公开了用于低压冷喷涂的另一种方法和设备。在该方法中，将 要涂覆的靶和冷喷枪置于低于80kPa压力的真空室内。使用该方法，用粉末涂覆工 件。

发明内容

鉴于现有技术，本发明的目的是提供新颖的用于溅射靶或X-射线阳极的再利 用方法，其中不需要材料的再利用或者靶的拆卸，该方法的区别在于引入的热量低， 设备的开销少，对于各种载体材料和溅射材料或X-射线阳极材料具有广泛的应用 性，其中，要施加的金属在加工过程中不熔化或表面熔化。

一方面，本发明提供了一种向表面施加涂层的方法，其中，气流与选自铌、 钽、钨、钼、钛、锆、它们中的至少两种的混合物、或者它们中的至少两种的 合金或它们与其它金属的合金的粉末材料形成气体-粉末混合物，所述粉末的 粒度为0.5-150μm，其中，将超音速赋予所述气流，并将该超音速的喷射口导 向物体的表面。

在一个优选的实施方式中，加入所述气体中的粉末的量保证颗粒的流量密 度为0.01-200g/s cm²，较佳的是0.01-100g/s cm²，非常好的是0.01-20g/s cm²， 或者最好的是0.05-17g/s cm²。

在另一个优选的实施方式中，所述喷涂包括以下步骤：

-提供与要通过喷射涂覆的表面相邻的喷射口；

-向喷射口提供微粒材料的粉末，所述微粒材料选自铌、钽、钨、钼、钛、 锆、它们中的至少两种的混合物、或者它们相互之间的合金或与其它金属的合 金，所述粉末的粒度为0.5-150μm，所述粉末处于压力下；

-在压力下将惰性气体提供到喷射口，以在喷射口处形成静压，并在要涂 覆的表面上喷射所述微粒材料和气体；以及

-将喷射口置于小于1个大气压，并且基本上小于喷射口处的静压的低压的 区域中，以充分加速所述微粒材料和气体喷射到要所述涂覆的表面上。