DE971563C

DE971563C - Verfahren zum Herstellen festhaftender UEberzuege aus Wolfram oder Molybdaen oder deren Legierungen durch Aufdampfen

Info

Publication number: DE971563C
Application number: DEN11229A
Authority: DE
Inventors: Maurice George Charlton; George Leonard Davis; Charles Harold Raymond Gentry
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-09-27
Filing date: 1955-09-25
Publication date: 1959-02-19

Description

Verfahren zum Herstellen festhaftender Überzüge aus Wolfram oder Molybdän oder deren Legierungen durch Aufdampfen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen festhaftender Überzüge aus Wolfram oder Molybdän oder deren Legierungen durch Aufdampfen, wobei das auf Weißglut gehaltene Bedampfungsgut neben dem zu überziehenden auf etwa Rotglut gehaltenen Gegenstand angeordnet ist.
Zum Überziehen von Glaskörpern ist ein Verfahren bekannt, gemäß welchem das Bedampfungsgut, insbesondere. Wolfram, Molybdän oder Tantal, im Hochvakuum oder in einer den-Überzug nicht angreifenden Gas- oder Dampfatmosphäre bei einem niedrigen Druck verdampft und in der Nähe (Abstand vorzugsweise kleiner als 2-mm) des zu überziehenden Gegenstandes angeordnet ist, der sich auf einer in der Nähe seines Erweichungspunktes liegenden Temperatur befindet; auf diese Weise wird die Herstellung vakuumdichter Stromeinführungen in Entladungsgefäße aus Glas angestrebt. Diese Behandlungsweise' entspricht dem allgemein üblichen Verdampfungsverfahren.
Unterschiedlich von diesem bekannten Verfahren wird das eingangsgenannte Verfahren zum Herstellen festhaftender Überzüge aus Wolfram oder Molybdän oder deren Legierungen durch Aufdampfen in der Weise durchgeführt, daß bei Atmosphärendruck und darüber in feuchtem Wasserstoff behandelt wird. Das Bedampfungsgut wird dabei auf eine hohe Temperatur von mehr als igoo° C, jedoch unterhalb des Materialschmelzpunktes, erhitzt, wobei der Gegenstand eine Temperatur zwischen 5oo und iooo° C hat und der Raum zwischen dem Bedampfungsgut und dem zu überziehenden Gegenstand mit einer Wasserstoff und Wasserdampf enthaltenden Atmosphäre ausgefüllt ist. Werden Wolfram oder Molybdän odcr deren Legierungen durch eine solche Atmosphäre auf den zu überziehenden Gegenstand aufgedampft, werden zu überziehende Werkstücke aus Metall, z. B. aus Stahl, mit kohärenten Schichten bedeckt, die vorzügliche Schutzschichten ergeben.
In bevorzugter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zu überziehende Werkstücke aus Metall während der Behandlung in feuchtem Wasserstoff, der bei etwa 4o bis 10o° C mit Wasserdampf gesättigt ist, auf 5oo bis iooo° C gehalten, wobei das Bedampfungsgut auf 22oo bis 3000° C erhitzt wird.
Auch kann das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung von Röhren, Platten oder Folien aus Wolfram, Molybdän oder deren Legierungen durch das Niederschlagen einer Schicht auf einem Stab oder einem Rohr aus einem anderen Metall dienen, worauf letzteres Metall z. B. durch chemische Lösung entfernt wird. Das erhaltene Rohr kann als solches verwendet werden, oder es kann aufgeschnitten werden, um eine Platte oder eine Folie zu erhalten. Die kohärenten Schichten nach der vorliegenden Erfindung sind fester als jene, die durch bisher bekannte Verfahren hergestellt werden, so daß die mechanischen Eigenschaften der Röhre, Folien und Platten entsprechend verbessert werden. Das vorliegende Verfahren läßt sich auch zur Herstellung von auf andere Weise schwer herstellbaren Gegenständen aus Wolfram. Molybdän oder deren Legierungen anwenden.
Die Atmosphäre, in der die Galvanisierung durchgeführt wird, muß Wasserstoff und Wasserdampf enthalten. Die Geschwindigkeit der überzugsbildung ist von dem Gesamtgasdruck und von den Abmessungen abhängig. Gewünschtenfalls kann die Atmosphäre außerdem mindestens ein inertes Gas, z. B. Stickstoff oder Edelgase, enthalten. Obgleich die Atmosphäre aus Wasserstoff und Wasserdampf bestehen oder diese enthalten muß, sind auch gute Ergebnisse erzielbar, wenn dem Wasserstoff Sauerstoff beigemischt wird, da dieses Gemisch, wenn es mit dem niederzuschlagenden heißen Material in Berührung kommt, als Wasser reagieren wird.
Zum Niederschlagen von Wolfram wird eine Wolframquelle von 22oo° C nahe einer zu überziehenden Stahloberfläche vorgesehen. Diese Oberfläche wird auf 8oo° C gehalten, und die Atmosphäre zwischen der Wolframquelle und der Oberfläche besteht aus Wasserstoff von atmosphärischem oder etwas höherem Druck und ist mit Wasserdampf bei 4o bis ioo° C gesättigt. Es kann angenommen werden, daß der Wasserdampf die Wolf ramquelle angreift und eine flüchtige Wolf ramverbindung liefert, die zu der zu überziehenden Oberfläche geführt wird. Auf dieser Oberfläche wird die flüchtige Verbindung reduziert, wodurch Wolfram niedergeschlagen und: Wasserdampf frei gemacht wird. Bei einem geschlossenen System kann dieser Wasserdampf aufs neue die Wolframquelle angreifen, so daß das Verfahren sich zyklisch fortsetzen, kann.
Das Niederschlagen von Wolfram kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden: i. Kleine Gegenstände können in einem geschlossenen System überzogen werden, indem die Wolframquelle in der Nähe des. zu galvanisierenden Gegenstandes, z. B. unter einer Glocke, angeordnet ist, die Wasserstoff und eine Wasserdampfquelle enthält.
2. Rohre können im Innern. dadurch überzogen werden, daß sie als Behälter verwendet werden. Ein Wolframglühfaden wird in der Mitte des Rohres abgestützt, das in einem Ofen erhitzt wird. Die Gasatmosphäre kann statisch oder strömend sein.
3. Die Verfahren i und 2 können derart abgeändert werden, d'aß der Wolframglühfaden sich: bewegt, so d-aß jeweils eine neue Oberfläche vorhanden ist und überhitzte Teile wegen eines zu dünnen Drahtes vermieden werden.
4. Ein vorteilhaftes Verfahren besteht in der Bespritzung des Gegenstandes mittels der Gase, die durch Überlieferung nassen Wasserstoffes über einen heißen Wolframglühfaden entstehen.
Gewisse Metalle und Legierungen werden von dem nassen Wasserstoff angegriffen und ergeben dabei eine Oxydschicht, die eine gute Haftung des Niederschlages verhindern könnte. Dies ist z. B. der Fall bei Stahlsorten, die eine große Menge Chrom enthalten. Um .dies zu verhüten, wird der Gegenstand vorher mittels an sich bekannter Verfahren mit einer Haut eines neutralen Metalls versehen; es wird z. B. eine dünne Nickelschicht verwendet, die durch Elektrolyse angebracht werden kann.
Verschiedene andere Ausführungsformen des vorstehend geschilderten Verfahrens sind' durchführbar. Der Wasserdampf kann z. B. durch, einen Zerstäuber mittels Mischgas (Stickstoff und Wasserstoff) statt reinen Wasserstoffes geliefert werden, und/oder man kann den Gegenstand mit einer »Hülle« eines i.nerten Gases versehen, um Oxydation weitgehendst zu verhüten.
Auch kann statt des erwähnten Wolframs eine Molybdänquelle verwendet werden, wenn Modybd'än niedergeschlagen werden soll, während beim Niederschlagen einer Wolfram-Modybdän-Legierung die 'Quelle aus einer entsprechenden Legierung oder aus gesonderten Wolfram- und Molybdänquel.len besteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen festhaftender Überzüge aus W oder Mo oder deren Legierungen durch Aufdampfen, wobei das auf Weißglut gehaltene Bedampfungsgut neben dem zu überziehenden auf etwa Rotglut gehaltenen Gegenstand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Atmosphärendruck und darüber in feuchtem Wasserstoff behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zu überziehende Werkstücke aus Metall während der Behandlung in feuchtem Wasserstoff, der bei etwa 4o bis ioo° C mit Wasserdampf gesättigt ist, auf 5oo bis iooo° C gehalten werden, wobei das Bedampfungsgut auf 22oo bis 3000° C erhitzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 717 461, 896,407; Espe und K n o 11, Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik, 1956, S. 22, letzter Absatz.