Способ обработки поверхности молибдена

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОС-: ТИ МОЛИБДЕНА, включающий электрохимическое травление в водном растворе едкой щелочи и последующий отжиг в водороде при 900-1100 С, о тличающийся тем, что, с целью создания зернистой поверхности с повьшенной шероховатостью, дополнительно перед термообработкой проводят анодное электрохимическое травление в водном растворе, содержащем 10-25 мас.% карбоната щелочного металла при анодной плотности тока 0,5-5 А/см в течение 16-0,6 мин; g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) А (51) у С 25 F 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3435409/22-02 (22) 11.05.82 (46) 07.02.86. Бюл. Р 5 (72) Н.И.Кисиленко, Э.В.Корнеева, В.Н.Парусников, E.Ã.Ñìàæåâñêàÿ и М.А.Шелудякова (53) 621.357.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 535331, кл. С 25 F 3/08, 1975.

Б.Роус. Стекло в электронике.

Перевод с чешского. — М., Советское радио, 1969, с. 145-152.

Спаи стекла с металлом. Под ред.

Р.А.Нилендера, перев.с англ. — М., Советское радио, 1951,-с. 58. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ IIOBEPKHOC-;

ТИ МОЛИБДЕНА, включающий электрохимическое травление в водном растворе едкой щелочи и последующий отжиг в водороде при 900-1100 С, о то л и ч а ю шийся тем, что, с целью создания зернистой поверхности с повьппенной шероховатостью, дополнительно перед термообработкой проводят анодное электрохииическое травление в водном растворе, содержащем 10-25 мас.Х карбоната щелочного металла при анодной плотности тока 0,5-5 А/см в течение .6-0,6 мин;

40

Состав электролита

Время обработки, мин

100

0,5

НП

НП

100

НП

НП

100

0,6

1 1 м

НП

НП

175

0,5

175

НП

1 1059

Изобретение относится к электрохимической обработке тугоплавких металлов, в частности к электрохимическому травлению молибдена, и может быть использовано при получении герметичных вакуумплотных спаев молибдена со стеклом.

Известен способ электрохимической обработки тугоплавких металлов, в частности электрополировки вольф- 10 рама, в щелочном электролите, содержащем карбонат аммония. Процесс ведут при анодной плотности тока

1-10 А/см .

Однако такой способ не позволяет 15 получить зернистой поверхности с высокой шероховатостью.

Известен также способ химической обработки поверхности молибдена, по которому предусмотрено последова- 20 тельное травление в трех различных растворах, что обеспечивает получение матовой шероховатой поверхности металла. Недостаток этого способа— неполное удаление глубоких дефектов 25 поверхности в виде рисок и трещин, которые могут являться причиной натекания электровакуумных приборов.

Наиболее близким к изобретению является способ анодного электрохимического травления молибдена в

20Х-ном растворе едкого натра с поI следующим отжигом в водороде при

900-1100 С.

Обработанная по этому способу поверхность молибдена становится матовой. Недостаток этого способа состоит в том, что дефекты мехайической обработки, в частности волочения, при этом полностью не удаляются.

Концентрация Анодная раствора, г/л плотность тока, А/см

937 2

Целью изобретения является создание зернистой поверхности с повышенной шероховатостью.

Цель достигается тем, что в известном способе обработки поверхности молибдена, включающем ее электрохимическое травление в водном растворе едкой щелочи и последующий о отжиг в водороде при 900-1100 С, дополнительно перед термообработкой проводят анодное электрохимическое травление в водном растворе, содержащем 10-25 мас,Х карбоната щелочного металла, при анодной плотности тока 0,5-5 А/см в течение 6-0,6мин.

При анодном электрохимическом травлении на молибдене образуется шероховатая зернистая поверхность с той или иной величиной зерна. При этом поверхностные дефекты, которые оставались после механической обработки, полностью удаляются.

Применение электролитов с содержанием карбоната щелочного металла менее 10 мас.Х ведет к получению гладкой поверхности без образования зерна. Применение электролитов с содержанием карбоната щелочного металла более 25 мас.% приводит к пере-. сьпцению раствора солью и, как следствие, к получению некачественной шероховатой поверхности. Анодная плотность тока и время обработки выбраны так, чтобы слой растворенного металла составлял 30 мкм. При меньшем съеме металла механические дефекты поверхности, в частности нарушающие герметичность вакуумных приборов, удаляются неполностью.

В табл. 1 показано изменение характера поверхности в зависимости от природы вводимых карбонатов.

Таблица 1

1059937

Продолжение табл.1

Концентрация Лнодная раствора, г/л плотность тока, А/см

Состав электролита

Время обработки, мин

Na CO > K CO > (Н 4) г С (НП

0,6

175

250

0,5

250

0,6

250

П р и м е ч а н и е. Условное обозначение характера поверхности в таблице:

Т вЂ” травление поверхности, остаются следы после волочения

С вЂ” сглаживание: поверхность матовая, механические дефекты исчезают, Ш вЂ” шероховатая зернистая поверхность, механические дефекты устранены, Ш„ — шероховатая мелкозернистая поверхность, НП вЂ” неравномерно полированная поверхность: иэъязвлен-. ность, бугристость.

Из таблицы следует вывод, что шероховатая зернистая поверхность получается только в растворах карбонатов щелочных металлов, тогда как в карбонате аммония получаются неудовлетворительные результаты.

Раствор карбоната лития не может быть рекомендован для промьппленного использования из-за малой растворимости карбоната лития в воде. 35

Образование зернистой шероховатой поверхности на молибдене вызвано тем, что в процессе анодного электрохимического травления наряду с образованием фазовых низших окислов тем- 4р ного цвета и растворением металла выделяется углекислый газ, разрыхляющий окисный слой. Последующее удаление с поверхности низших окислов молибдена, окрашенных в темный цвет, производят отжигом в водороде при 900-1100 С в течение 10-5 мин.

Пример. Вводы, изготовленные из молибденовой проволоки диаметром

0 53 мм, а также пластины размером 50

10 ° 10 мм, изготовленные из молибденовой жести толщиной 0,2 мм, подвергали предварительной обработке в три стадии: анодное электрохимическое травление в щелочном электролите 55 с целью очистки от окислов и загрязнений; анодное электрохимическое траьление в электролите, состоящем из карбоната щелочного металла, с целью создания зернистой шероховатой поверхности, .;отжиг в водороде при температуре 900 С в течение

5 мин для удаления низших окислов молибдена, образовавшихся в процессе травления.

Электролиты, условия обработки и оценка качества полученной поверхности приведены в табл.2.

Измерение класса чистоты поверхности и величины шероховатости проводили на профилографе (модель 201 завод "Калибр" ) °

После отжига.вводы спаивали с керамикой через глазурь при 1350"С (в атмосфере сухого водорода).

Вакуумную плотность полученных спаев . определяли при помощи гелиевого течеискателя.

Для получения сравнительных данных параллельно проводили обработку вводов и пластин по известному способу в две стадии: анодная электрохимическая очистка в щелочном электролите. отжиг в водороде при темпео ратуре 900 С в течение 5 мин.

1059937

Е I

Е л

»!

»» и 1! о

М

СЧ

° a ь л сч в л л л ь ь ь

М л

О л

СЧ л. ь

1 1

v î ñ

Ю ь л

L»o 1 л 1

1 Cd Х о

Ц I o о и I

1Г

I I х оО

U I 1 ь

1 Х йФЫХ

Щ

1 о (Е

61 х э х х 1 о о м

I а

1! Э ь

C) и "Х о и л !

» о х

1 о 1

° — л Р1

C) I х м?

Ь 1 и о

Р I ьь э

ыс к х

СЧ

1

1

1 1 ф >Б

Э 1 д а Ф X ! CU

Ф Cd х х х о

Ф Х

w o сс! а х э

Ccl Ц

1 о х 3

t( о э х х и х

Ж

Ф о э х х ц,х о э х 1: ф

° а

1»

Х х Э .о ио

Ж и !

5 ь 1о

Х I ьс

Ф и х ж

Ф х э х о э х

CCC о а х а !

Э о х

A ! ю и с с о ч С р и

° Щ

Е» с6 х а х е Ф х о эх х о.Ф ох !." -» » о

cv x

10S9937

C4 Ch О м л ° л о о о оо о

00 OO л л о о! ! !

I I

Ю л

1о

Oо л

СО л л о

CV! !

Я Я ! !!!!

I I!! ! м О

% л О л о!

<б ф х х о о

И Е.(Ф

Ж о (Ю

Ю. I ! I л л о л с о с

N N х. о о

° о !!

< Ъ IO !

Ф о ю х л о, с

v ь с

Щ 4Ч к х

° ф

Х ж Ф х хое

5 5 иоа ох а

c6 &

qj Я

KAI и

Ф о х д

Ф

v о

М fe ч v

I. о с с ег bC

Редактор П. Горькова Техред А.Бабинец Корректор А.Зимокосов

Заказ 654/1 . Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1

Как видно из таблицы, предлагаемый способ обработки поверхности молибдена может быть использован для получения шероховатой зернистой поверхности. Шероховатость по сравнению с обработкой молибдена по известному способу увеличивается на 1-2 класса по ГОСТ 2789-73.

Кроме того, из таблицы видно, что брак по натеканию вводов, изготовленных по данному способу, по сравнению с вводами, изготовленными по известному способу, снижается с 50 до 1520Х.

Молибденовая проволока в соответствии с изобретением может быть об059937 l0 работана и в динамических условиях, при этом скорость перемотки проволоки составляет 0,5-1 м/мин, а анодная плотность тока 3-5 А/см °

Таким образом, данный способ позволяет получить зернистую поверхность с повышенной шероховато."тью и может быть использован в электро1б технической и электронной промышленности для получения спаев молибдена со стеклом и керамикой в в различных электровакуумных приборах, а также при нанесении химических и гальванических покрытий для повыше ния их адгезии к основе.