KR890005297A - 고경도를 갖는 미세립 텅스텐-탄소합금 및 그 제조방법 - Google Patents

고경도를 갖는 미세립 텅스텐-탄소합금 및 그 제조방법 Download PDF

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KR890005297A KR1019880011436A KR880011436A KR890005297A KR 890005297 A KR890005297 A KR 890005297A KR 1019880011436 A KR1019880011436 A KR 1019880011436A KR 880011436 A KR880011436 A KR 880011436A KR 890005297 A KR890005297 A KR 890005297A
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에이. 클러처 베쓰
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더블유. 키드 리차드
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윌리암 에프. 마쉬
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Abstract

내용 없음

Description

고경도를 갖는 미세립 텅스텐-탄소합금 및 그 제조방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 AM-350 스텐인레스강 상에 텅스텐 피복물의 에칭된 단면의 현미경 사진도
제2도는 텅스텐으로 피복된 AM-350 스텐인레스강 표면의 현미경 사진도
제3도는 AM-350 스텐인레스강 상에 W+W3C 피복물의 에칭된 단면의 현미경 사진도

Claims (70)

  1. 대체로 순수한 텅스텐 상과 카바이드상의 혼합물로 구성되고, 그 카바이드상은 W2C, W3C 및 W2C+W3C 혼합물로 이루어지는 그룹에서 선택되는, 경질의 미세입자로된 비주상 텅스텐/탄소 합금을 기질에 증착시키는 방법에 있어서, 텅스텐 할라이드(1), 휘발성의 산소 및 수소 함유 유기 화합물(2), 그리고 수소(3)로 구성되는 처리 개스 혼합물을 화학적 증착 반응로내에 공급하는 단계와, 상기 반응로내의 상기 텅스텐 할라이드와 산소 및 함유 유기 화합물의 비를 조절하여 W/C 원자비를 약0.5 내지 15의 범위 내로 유지 시키는 단계와, 반응 온도를 약300 내지 650℃의 범위내로 조절하는 단계와, 총 압력을 약1 내지 1,000 토르의 범위내로 조절하는 단계와, 상기 반응 혼합물 내에 존재하는 수소의 양을 W+W2C, W+ W3C 또는 W+W2C+W3C를 형성시킬 수 있게 상기 텅스텐 할라이드를 환원시키는데 요구되는 화학 양론양 보다 크게 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 합금의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 텅스텐 할라이드는 텅스텐 헥사플루오라이드인 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  3. 제 1 항 에 있어서, 상기 산소 및 수소 함유 유기 화합물은 C1- C4알콜 및 알데히드, C2-C4에테르, 예폭시드 및 케톤 및 C3-C4케톤으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 산소 및 수소 함유 유기 화합물은 디메틸에테르인 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, H2대 WF6의 비가 약4 내지 20의 범위에 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 합금의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, H2대 WF6의 비가 약5 내기 10의 범위에 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 합금의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 반응 온도는 약350 내지 500℃의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/ 탄소합금의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 반응 온도는 약 400 내지 485℃의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 반응 압력은 약20 내지 100토르의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 처리 개스혼합물은 또한 아르곤, 질소, 헬륨으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 불활성 개스를 함유하는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  11. 대체로 순수한 텅스텐상과 카바이드상의 혼합물로 구성되고, 그 카바이드상이 W2C로 되어 있는 경질의 미세입자로된 비주상 텅스텐 및 탄소 합금을 기질에 증착시키는 방법에 있어서, 텅스텐 할라이드(1), 1개 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 휘발성의 산소 및 수소 함유 유기화합물(2)과, 수소(3)으로 구성되는 처리 개스 혼합물을 화학적 증착 반응로 내에 공급하는 단계와, 상기 반응로내의 상기 텅스텐 할라이드와 산소 및 수소 함유 유기 화합물의 비를 조절하여 W/C 원자비를 약4미만으로 유지시키는 단계와, 반응 온도를 약300 내지 650℃의 범위내로 조절하는 단계와, 반응 압력을 약1 내지 1,000토르의 범위내로 조절하는 단계와 상기 반응혼합물 내에 존재하는 수소의 양을 W와W2C를 형성시킬 수 있게 상기 텅스텐 할라이드를 환원시키는데 요구되는 화학 양론양 보다 크게 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 텅스텐 할라이드는 텅스텐 헥사플루오라이드인 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 산소 및 수소 함유 유기 화합물은 C1-C4알콜 및 알데히드, C2-C4에테르, 엑폭시드 및 케톤 및 C3-C4케톤으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 산소 및 수소 함유 유기 화합물은 디메틸에테르인 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서, H2대 WF6의 비가 약4 내지 20의 범위에 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  16. 제11항에 있어서, H2대 WF6의 비가 약5 내지 10의 범위에 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 반응 온도는 약350 내지 500℃의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 합금의 제조방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 반응 온도는 약400 내지 485℃의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 반응 압력은 약20 내지 100토르의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 합금의 제조방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 처리 개스혼합물은 또한 아르곤, 질소, 헬륨으로 이루어지는 그룹에서 선택된는 불활성 개스를 함유하는 것을 특징으로하는 경지의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  21. 대체로 순수한 텅스텐 상과 카바이드상의 혼합물로 구성되고, 그 카바이드상이 W3C인 경질의 미세입자로된 비주상 텅스텐/탄소 합금을 기질에 증착시키는 방법에 있어서, 텅스텐할라이드(1), 1개 내지 4개의 탄소원자를 함유하는 휘발성의 산소 및 수소 함유 유기 화합물(2), 그리고 수소(3)로 구성되는 처리개스 혼합물을 화학적 증착 반응로 내에 공급하는 단계와, 상기 반응로 내의 상기 텅스텐 할라이드와 산소 및 수소 함유 유기 화합물의 비를 조절하여 W/C 원자비를 약2.5 내지 15의 범위 내로 유지시키는 단계와, 반응 온도를 약300 내지 650℃의 범위내로 조절하는 단계와 총 압력을 약1 내지 1,000토르의 범위내로 조절하는 단계와, 상기 반응 혼합물 내에 존재하는 수소의 양을 W+W3C를 형성시킬 수 있게 상기 텅스텐 할라이드를 환원시키는데 요구되는 화학 양론양 보다 크게 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 합금의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 텅스텐 할라이드는 텅스텐 헥사플루오라이드인 것을 특징으로하는 경질의 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 산소 및 수소 함유 유기 화합물은 C1-C4알콜 및 알데히드, C2-C4에테르, 엑폭시드 및 케톤 및 C3-C4케톤으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 산소 및 수소 함유 유기 화합물은 디메틸에테르인 것을 특징으로하는 경질의 미세립텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  25. 제21항에 있어서, H2대 WF6의 비가 약4 내지 20의 범위에 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 합금의 제조방법.
  26. 제21항에 있어서, H2대 WF6의 비가 약5 내지 10의 범위에 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 합금의 제조방법.
  27. 제21항에 있어서, 상기 반응 온도는 약 350 내지 500℃의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  28. 제21항에 있어서, 상기 반응 온도는 약 400 내지 485℃의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  29. 제21항에 있어서, 상기 반응 압력은 약20 내지 100토르의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  30. 제21항에 있어서, 상기 처리 개스 혼합물은 또한 아르곤, 질조, 헬륨으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 불활성 개스를 함유하는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  31. 대체로 순수한 텅스텐 상과 카바이드상의 혼합물로 구성되고, 그 카바이드상이 W2C+W3C 혼합물로 이루어지는 경질의 미세입자로된 비주상 텅스텐/탄소 합금을 기질에 증착시키는 방법에 있어서, 텅스텐 할라이드(1), 1개 내지 4개의 탄소원자를 함유하는 휘발성의 산소 및 수소함유 유기 화합물(2), 그리고 수소(3)로 구성되는 처리 개스 혼합물을 화학적 증착 반응로 내에 공급하는 단계와, 상기 반응로내의 상기 텅스텐 할라이드와 산소 및 수소 함유 유기 화합물의 비를 조절하여 W/C 원자비를 약2.0 내지 10의 범위 내로 유지시키는 단계와, 온도를 약300 내지 650℃의 범위내로 조절하는 단계와, 총 압력을 약1 내지 1,000토르의 범위내로 조절하는 단계와, 상기 반응 혼합물 내에 존재하는 수소의 양을 W+W2C+W3C를 형성시킬수 있게 상기 텅스텐 할라이드를 환원시키는데 요구되는 화학 양론양보다 크게 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 텅스텐 할라이드는 텅스텐 헥사플루오라이드인 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 산소 및 수소 함유 유기 화합물은 C1-C4알콜 및 알데히드, C2-C4에테르,엑폭시드 및 케톤 및 C3-C4케톤으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  34. 제31항에 있어서, 상기 산소 및 수소 함유 유기 화합물은 디메틸에테르인 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  35. 제31항에 있어서, H2대 WF6의 비가 약4 내지 20의 범위에 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  36. 제31항에 있어서, H2대 WF6의 비가 약5 내지 10의 범위에 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  37. 제31항에 있어서, 상기 반응 온도는 약350 내지 500℃의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  38. 제31항에 있어서, 상기 반응 온도는 약400 내지 485℃의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  39. 제31항에 있어서, 상기 반응 압력은 약20내제 100토르의 범위내에 있게 조절되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법
  40. 제31항에 있어서, 상기 처리 개스 혼합물은 또한 아르곤, 질소, 헬륨으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 불활성 개스를 함유하는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소합금의 제조방법.
  41. 텅스텐 할라이드(1), 휘발성의 산소 및 수소 함유 유기화합물(2), 그리고 수소(3)로 구성되는 처리 혼합물을 화학적 증착 반응로 내에 공급하는 단계와, 상기 반응로 내의 상기 텅스텐 할라이드와 산소 및 수소함유 유기 화합물의 비를 조절하여 W/C 원자비를 약 0.5 내지 15의 범위내로 유지시키는 단계와, 반응 온도를 약300 내지 650℃의 범위내로 조절하는 단계와, 총 압력을 약1 내지 1,000토르의 범위내로 조절하는 단계와, 상기 반응 혼합물 내에 존재하는 수소의 양을 W+W2C,W+W3C 또는W+W2C+W3C를 형성시킬 수 있게 상기 텅스텐 할라이캇 환원시키는데 요구되는 화학 양론양보다 크게 조절하는 단계를 구비하는 방법에 의해 제조되는,대체로 순수한 텅스텐 상과 카바이드상의 혼합물로 구성되고, 그 카바이드상은 W2C,W3C 및 W2C+W3C 혼합물로 이루어지는 그룹에서 선택되며, 주상 입자가 유리되어 있고, 약1500 비커스를 초과하는 경도를 갖는 경질의 미세립 텅스텐/탄소제품.
  42. 제41항에 있어서, 상기 제품은 단면 절단되고, 부식되었을때 약2마이크로미터 미만의 두께를 갖는 층을 갖게끔 외관이 얇은 판상을 이루고 있는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소 제품.
  43. 제41항에 있어서, 상기 제품은 약0.1미크론 미만의 평균 결정 크기를 가지는 미세한 균질의 등축성 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소제품.
  44. 제41항에 있어서, 상기 제품은 균질이고 등축성의 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 경질의 미세립 텅스텐/탄소제품.
  45. 대체로 순사한 텅스텐상과 카바이드상의 혼합물로 구성되고, 그 카바이드 상은 W2C,W3C 및 W2C+W3C 혼합물로 이루어지는 그룹에서 선택되며, 주상 입자가 유리되어 있고, 약1500비커스를 추과하는 경도를 갖는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립 텅스텐/탄소제품.
  46. 제45항에 있어서, 상기 제품은 단면 절단되고 부식되었을때 약2마이크로미터 미만의 두께를 갖는 층을 갖게끔 외관이 얇은 판상을 이루고 있는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립 텅스텐 탄소제품.
  47. 제45항에 있어서, 상기 제품은 약0.1미크론 미만의 평균 결정 크기를 가지는 미세한 균질의 등축성 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립 텅스텐/탄소제품.
  48. 제45항에 있어서, 상기 제품은 균질이고 등축성의 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립 텅스텐/탄소제품.
  49. 철 및 비철의 금속, 합금, 흑연, 융합된 카바이드, 및 세라믹으로 구성되는 그룹에서 선택된 기질로 구성되고, 그 기질상에 미세 결정의 피막이 피복되어 있으며, 상기 피막은 대체로 순수한 텅스텐 상과 카바이드상의 혼합물로 구성되고, 그 카바이드상은 W2C,W3C 및 W2C+W3C 혼합물로 이루어지는 그룹에서 선택되며, 주상 입자가 유리되어 있고, 약1500비커스를 초과하는 경도를 가지는 피복된 기질제품.
  50. 제49항에 있어서, 상기 제품은 단면 절단되고 부식되었을때 약2마이크로미터 미만의 두께를 갖는 층을 갖게끔 외관이 얇은 판상으로 이루고 있는 것을 특징으로하는 피복된 기질.
  51. 제49항에 있어서, 상기 제품은 약0.1미크론 미만의 평균 결정 크기를 가지는 미세한 균질의 등축성입자로 구성되는 것을 특징으로하는 피복된 기질제품.
  52. 제49항에 있어서, 상기 제품은 균질이고 등축성의 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 피복된 기질제품.
  53. 제49항에 있어서, 상기 기질은 텅스텐 할라이드(1), 1개 내재 4개의 탄소원자를 가지는 휘발성의 산소 및 수소함유 유기 화합물(2), 그리고 수소(3)를 함유하는 처리 개스와 반응하는 금속 또는 합금이며, 상기 기질과 카바이드상 사이에서는 니켈, 코발트, 구리, 은, 금, 플래티늄, 로듐, 이리듐, 및 팔라듐으로 구성되는 그룹에서 선택된 금속의 중간층이 증착되어 있는 것을 특징으로하는 피복된 기질제품.
  54. 철 및 비철의 금속, 합금, 흑연, 융합된 카바이드, 및 세라믹으로 구성되는 그룹에서 선택된 기질로 구성되고, 그 기질상에 대체로 순수한 주상 텅스텐의 피막이 화학적인 증착에 의해 피복되고, 그 텅스텐 피복 기질상에 미세립의 이차피막이 제공되고, 그 이차 피막은 대체로 순수한 텅스텐상과 카바이드상의 혼합물로 구성되고, 그 카바이드상은 W2C,W3C 및 W2C+W3C 혼합물로 이루어지는 그룹에서 선택되며, 주상입자가 유리되고 있어, 약1500 비커스를 초과하는 경도를 가지는 피복된 기질제품.
  55. 제54항에 있어서, 상기 제품은 단면 절단되고 부식되었을때 약2마이크로미터 미만의 두께를 갖는 층을 갖게끔 외관이 얇은 판상을 이루고 있는 것을 특징으로하는 피복된 기질제품.
  56. 제54항에 있어서, 상기 제품은 약0.1미크론 미만의 평균 결정 크기를 가지는 미세한 균질의 등축성입자로 구성되는 것을 특징으로하는 피복된 기질제품.
  57. 제54항에 있어서, 상기 제품은 균질이고 등축성의 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 피복된 기질제품.
  58. 제54항에 있어서, 상기 기질은 텅스텐 할라이드(1)와 수소(2)를 함유하는 처리 개스와 반응하는 금속 또는 합금이고, 상기 기질과 주상의 텅스텐 피막 사이에는 니켈, 코발트, 구리, 은, 금, 플라티늄, 로듐, 이리듐, 팔라듐으로 구성되는 그룹에서 선택된 금속의 중간층이 증착되어 있는 것을 특징으로하는 피복된 기질 제품.
  59. W+W2C 상들의 혼합물로 구성되고, 주상 입자가 유리되어 있으며, 약 1500비커스를 초과하는 경도를 가지는, 열화학적으로 증착된 경질의 미세립제품.
  60. 제59항에 있어서, 상기 제품은 단면절단되고 부식되었을때 약2마이크로미터 미만의 두께를 갖는 층을 갖게끔 외관이 얇은 판상을 이루고 있는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립제품.
  61. 제59항에 있어서, 상기 제품은 약0.1미크론 미만의 평균결정 크기를 가지는 미세한 균질의 등축성입자로 구성되는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립 제품.
  62. 제59항에 있어서, 상기 제품은 균질이고 등축성의 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립제품.
  63. W+W3C 상들의 혼합물로 구성되고, 주상 입자가 유리되어 있으며, 약1500비커스를 초과하는 경도를 가지는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립제품.
  64. 제63항에 있어서, 상기제품은 단면 절단되고 부식되었을때 약2마이크로미터 미만의 두께를 갖는 층을 갖게끔 외관이 얇은 판상을 이루고 있는 것을 특징으로하는 열화적으로 증착된 경질의 미세립 제품.
  65. 제63항에 있어서, 상기 제품은 0.1미크론 미만의 평균 결정 크기를 가지는 미세한 균질의 등축성 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립작품.
  66. 제63항에 있어서, 상기 제품은 균질이고 등축성의 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립제품.
  67. W+W2C+W3C 상들의 혼합물로 구성되고, 주상입자가 유리되어 있으며, 약1500비커스를 초과하는 경도를 가지는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립제품.
  68. 제67항에 있어서, 상기 제품은 단면 절단되고 부식되었을때 약2마이크로미터 미만의 두께를 갖는 층을 갖게끔 외관이 얇은 판상을 이루고 있는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된경질의 미세립제품.
  69. 제67항에 있어서, 상기 제품은 0.1미크론 미만의 평균 결정크기를 가지는 미세한 균질의 등축성 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립 제품.
  70. 제67항에 있어서, 상기 제품은 균질이고 등축성의 입자로 구성되는 것을 특징으로하는 열화학적으로 증착된 경질의 미세립제품.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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