[发明专利]一种低温下制备钽表面钨功能涂层的方法

说明书

一种低温下制备钽表面钨功能涂层的方法，包括以下步骤：S1，将基体表面抛光处理，所述基体包括钽、钽合金或其组合；S2，将抛光后的基体埋入包埋渗剂中反应，其中包埋温度为240‑280℃，保温时间为1‑8h，所述包埋渗剂包括均匀分散的WCl6粉、活化剂和Al2O3粉，且所述包埋渗剂中WCl6粉的比例为30‑50wt.%；S3，保温结束后，清洗包埋后的基体并真空干燥。本发明采用包埋法，基体与包埋渗剂在240‑280℃发生扩散反应，从而制得钨功能涂层。基体与钨功能涂层结合好，具有功能涂层均匀致密的优点，且无需采用高温或加压的方法获得涂层，降低了对设备的要求，适合规模化生产。

技术领域

本发明涉及制备涂层的技术领域，尤其涉及一种低温下制备钽表面钨功能涂层的方法。

背景技术

钽具有高密度、高熔点、耐腐蚀、优异的高温强度、良好的加工性和可焊性及低的塑/脆转变温度等优良性能而广泛应用于电子、化工、武器等多种行业。但钽金属价格昂贵，在某些气氛环境中抗腐蚀性能较差。金属钨具有非常高的熔点、沸点，极高的强度、硬度，很小的电子逸出功及很好的化学稳定性。在钽基体材料表面制备金属钨镀层，可广泛用作高温工作条件下耐磨、耐蚀和热屏蔽材料。并且在钽中添加钨可以形成钽钨固溶体型合金，钨在钽钨合金中起到了很好的固溶强化作用，可提高其拉伸强度和应变硬化率。

有研究者通过真空电子束焊接并结合热等静压工艺形成一定厚度的Ta-W扩散层，但此制备温度高、工艺繁琐，存在成本高、能源消耗高的问题。CVD 法制备纯钨涂层是在常压或低压条件下，以氢气和钨的卤化物或羰基物气体为原料，在特定温度条件的基材表面通过相互间的还原反应最终获得钨涂层，采用CVD 工艺对零件进行钨涂层的制备可直接的获得高致密度，高纯度的钨涂层，但是钽本身吸收氢会变脆，容易断裂，此方法不适用于钽表面钨涂层的制备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种采用包埋法的低温下制备钽表面钨功能涂层的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种低温下制备钽表面钨功能涂层的方法，包括以下步骤：

S1，将基体表面抛光处理，所述基体包括钽、钽合金或其组合；

S2，将抛光后的基体埋入包埋渗剂中反应，其中包埋温度为240-280℃，保温时间为1-8h，所述包埋渗剂包括均匀分散的WCl6粉、活化剂和Al2O3粉，且所述包埋渗剂中WCl6粉的比例为30-50wt.%；

S3，保温结束后，清洗包埋后的基体并真空干燥。

本发明还可以通过以下技术措施进一步完善：

作为进一步改进，所述活化剂的比例为10-15wt.%，所述Al2O3粉的比例为35-60wt.%。

作为进一步改进，所述活化剂包括NaF粉、NH4Cl粉或其混合物。

作为进一步改进，所述将基体表面抛光处理的步骤包括：

S11，将所述基体加热升温到一定温度，将抛光蜡均匀涂抹在基体上；

S12，放置一段时间，使用脱脂棉处理基体；以及

S13，将基体放入抛光机中进行抛光，其中，抛光过程中使用碱性抛光液，时间为5-15min。

作为进一步改进，在步骤S13之后，进一步包括步骤S14，将抛光后的基体放入无水乙醇中进行超声波处理时间为5-30min。

作为进一步改进，所述包埋渗剂中WCl6粉的比例为35-45wt.% ，所述活化剂的比例为12-15wt.%，所述Al2O3粉的比例为40-53 wt.%。

作为进一步改进，所述清洗包埋后的基体并真空干燥的步骤包括：