化學(xué)氣相沉積制備異形鎢制品應(yīng)用研究.pdf

1、難熔金屬鎢及其合金因具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，膨脹系數(shù)低、高溫強(qiáng)度高、低蒸汽壓和耐磨、耐腐蝕等特性而在冶金、電子、航空和宇航工業(yè)、核工業(yè)以及化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　 本研究工作中，采用熱壁開管氣流化學(xué)氣相沉積實(shí)驗(yàn)裝置，以WF6和H2為源氣體，在500～700℃沉積制備出多種尺寸的難熔金屬鎢管。分析了工藝參數(shù)對(duì)鎢沉積層組織、表面形貌及殘余應(yīng)力、顯微硬度、抗拉強(qiáng)度、壓潰強(qiáng)度等力學(xué)性能的影響。通過優(yōu)化沉積工藝，獲得最佳工藝

2、參數(shù)是：沉積溫度為600℃，反應(yīng)氣體成分配比應(yīng)為：WF6：H2=2～5g/min：1～3L/min。在此工藝條件下，化學(xué)氣相沉積方法制備鎢管速度可以達(dá)到1mm/h，WE6氣體利用率可以達(dá)到87.4％。
　　 采用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡對(duì)不同工藝條件下獲得沉積層顯微組織和表面形貌分析結(jié)果表明，沉積層組織和表面形貌受沉積溫度的影響明顯。隨沉積溫度增加，沉積層顯微組織由柱狀晶向樹枝晶及雜亂組織方向變化。同時(shí)，沉積表面粗糙度明顯增加。

3、r>　　 鎢管沉積表面形貌與膜層生長(zhǎng)方式、膜層組織形貌密切相關(guān)。隨沉積溫度升高，沉積表面不平整度明顯增大。為了控制沉積鎢制品的表面粗糙度，沉積工藝的溫度參數(shù)應(yīng)該控制在600℃以下。
　　 內(nèi)壁沉積制備鎢管具有較高顯微硬度，其值在500～800HV0.3/10。鎢管沉積層硬度值隨著溫度升高而升高，隨距沉積基體距離增加而降低，隨沉積鎢管半徑增加而減小。經(jīng)過退火處理以后沉積層硬度下降，端面沿徑向硬度分布趨于均勻。
　　 化學(xué)

4、氣相沉積制備鎢管沿圓周方向存在殘余壓應(yīng)力。殘余應(yīng)力大小隨沉積工藝溫度升高而減??；隨沉積制備鎢管管徑加大而降低。
　　 X射線殘余應(yīng)力分析測(cè)量結(jié)果顯示，鎢管表面沿管軸向、切向殘留壓應(yīng)力，沿管徑方向殘留拉伸應(yīng)力。經(jīng)過1150℃退火處理后，鎢管殘余應(yīng)力量值下降，沉積層表面沿軸向及切向存在殘余拉伸應(yīng)力微區(qū)。
　　 實(shí)驗(yàn)獲得鎢管抗拉強(qiáng)度在156Mpa以上。壓潰強(qiáng)度在200～470Mpa之間，沉積制品缺陷對(duì)制品力學(xué)性能影響顯著。