[发明专利]一种钽涂层的表面活化方法

说明书

本发明提供了一种钽涂层的表面活化方法，属于表面活化技术领域。采用氩气等离子对钽涂层进行等离子体活化处理后浸泡在水中。本发明提出一种等离子体表面活化法处理钽涂层的方法，利用氩离子轰击钽涂层表面，清除钽涂层表面杂质，提高钽涂层表面活性，且不引入杂质元素及化学反应，经等离子体活化处理后的钽涂层空位缺陷增加，可促进Ta₂O₅氧化膜生成，提高涂层的耐蚀性能，适用于提高化工领域小型部件表面钽涂层的耐蚀性能；且等离子体活化处理效率高，可控性强；同时在水中浸泡能够增加氧化膜的耐污性能，进一步提高耐蚀性能。

技术领域

本发明涉及表面活化技术领域，尤其涉及一种钽涂层的表面活化方法。

背景技术

钽具有良好的化学稳定性、热传导性及耐腐蚀性能，在化工领域用于制造高级耐酸设备。因钽表面吸附O₂形成结构致密的氧化膜Ta₂O₅，该氧化膜与金属基体结合力强、在高温下稳定，可抵抗温度低于200℃的多数腐蚀介质。在相同的腐蚀条件下，表面有氧化膜的钽比纯钽稳定性高、耐蚀性强。但实际应用中，钽自然形成的氧化膜较薄、易受损，一旦破损且暴露在腐蚀介质中会导致材料耐蚀性能变差。

关于提高钽的耐蚀性的处理方法主要有表面纳米化、激光表面处理、阳极氧化等。表面纳米化包括表面机械磨损处理(SMAT)、等通道角压(ECAP)、超声纳米晶表面改性(UNSM)等。这些技术需要对同一工件进行多次塑性变形以生产厚度为几百微米的表层纳米晶，适合处理尺寸较大的样品，对具有复杂形状或体积偏小的钽涂层难以直接进行塑性变形处理。激光表面处理有激光淬火、激光表面合金化等。激光淬火由于极高的冷却速度和非平衡凝固，对组织的控制存在困难；激光表面合金化处理的合金化涂层易出现孔洞、裂纹。阳极氧化法主要应用于电子和微电子工业，但形成的氧化膜较脆，不宜受到冲击或弯曲变形。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钽涂层的表面活化方法。本发明利用等离子体表面活化法使钽涂层空位缺陷增加，促进Ta₂O₅氧化膜生成，提高涂层的耐蚀性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种钽涂层的表面活化方法，包括以下步骤：

采用氩气等离子对钽涂层进行等离子体活化处理后浸泡在水中。

优选地，所述等离子体活化处理的电压为400V，电流为7mA，离子轰击速率为6.4nm/min。

优选地，所述等离子体活化处理的压强为5×10^-4Pa。

优选地，所述等离子体活化处理的单次活化面积为3mm×3mm，单次活化时间为1～5min。

优选地，所述水的温度为95～100℃。

优选地，所述浸泡的时间为30min。

优选地，所述钽涂层由化学气相沉积制得。

优选地，所述钽涂层进行等离子体活化处理前还包括依次进行丙酮超声清洗、无水乙醇超声清洗和烘干处理。

优选地，所述钽涂层的厚度为0.05～0.2mm。

优选地，所述浸泡在水中后还包括依次进行水洗和干燥。

本发明提供了一种钽涂层的表面活化方法，包括以下步骤：采用氩气等离子对钽涂层进行等离子体活化处理后浸泡在水中。