Осаждение металлов из паровой фазы

Следует упомянуть также метод химического осаждения из паровой фазы. Обработка состоит в том, что изделие при относительно высокой температуре (800-1300 °С) подвергают воздействию относительно разреженного газа, из которого на поверхности металла выделяются продукты химической реакции. Метод применяют, в частности, для получения поверхностных покрытий из Т1С, TiN и на твердосплавных инструментах (рис. 80). [c.82]

Металлические покрытия на металлы наносятся различными способами, и каждый из них характеризуется своими техническими приемами. Стали обрабатывают всеми возможными способами. Так, например, стальные изделия часто погружают в расплавленные цинк или олово или нагревают с цинковой пылью (так называемая шерардизация). Оба эти металла можно наносить распылением, однако современным методом нанесения олова является электроосаждение. Иногда применяют осаждение из паровой фазы, в которой металл находится в форме соединения, которое является одновременно летучим и легко разлагающимся. При высокой температуре металл покрытий диффундирует в основной металл, в результате чего могут образоваться промежуточные фазы. Трудно получить высококачественные сплошные металлические покрытия электроосаждением, поскольку а) выделение водорода часто вызывает мелкие трещины в осадке б) возникающие в осадках значительные сжимающие и растягивающие напряжения также могут вызвать растрескивание в) сцепление с поверхностью ме- [c.149]

Методом термического разложения МОС в растворах могут быть нанесены пленки металлов, окислов, их смесей и соединений на многие материалы. Хотя этот метод использовался еще в 1830 г., он относительно малоизвестен в сравнении с вакуумным испарением, катодным распылением, электролитическим, химическим и методом осаждения из паровой фазы. До последнего времени этот метод широко использовался лишь для нанесения декоративных покрытий на стеклянные, фарфоровые и керамические изделия. И последние годы появился ряд публикаций [1, 2], в которых описывается возможность его применения в других областях п, в частности, в электронной технике [3—7]. [c.370]

К настоящему времени разработаны и описаны различные способы получения в чистом виде окислов металлов и различных соединений с использованием МОС. К числу таких способов относятся термическое разложение в-паровой фазе, разложение в плазме газового разряда в токе кислорода, выделение окислов и соединений из растворов МОС их гидролизом, а также высокотемпературный гидролиз в паровой фазе. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Так, например, при жидкофазном гидролизе, осуществляемом при комнатной температуре, возможно использование-аппаратуры из полимерных материалов, однако процесс является многостадийным. Осаждение из паровой фазы проводится в одну стадию, но требует применения уже довольно сложной аппаратуры. [c.399]

Высокая средняя температура в печи, быстрое попадание загрузки высших окислов вольфрама в зону высокой температуры, большая длина высокотемпературной зоны, малая скорость и повышенная влажность подаваемого водорода, большая высота слоя окиси создают условия для образования крупнозернистого металлического порошка. Это связано с тем, что такие условия благоприятствуют попаданию в высокотемпературные зоны печи летучих окислов вольфрама, последующему восстановлению их в газовой фазе и осаждению восстановленного металла на мелких его зернах, ранее восстановившихся из более мелких зерен окислов. Те же условия благоприятствуют попаданию в высокотемпературные зоны мелких частиц окислов. Упругость пара над меньшими частицами больше, чем над крупными. Таким образом, укрупняются зерна низших окислов и растут зерна металла за счет восстановления паровой фазы. Изменяя указанные параметры, обеспечивают необходимые свойства порошка вольфрама. [c.272]

Гидрид натрия можно получить взаимодействием элементов в паровой фазе. Газообразный водород пропускают над металлом или через металл, и гидрид натрия конденсируется в виде мелкокристаллической массы на холодных стенках аппаратуры. Этот метод пригоден только для получения небольших количеств гидрида, так как процесс идет медленно, и при синтезе необходимо принимать меры, предотвращающие осаждение металлического натрия. [c.239]

Термическое разложение паров карбонилов металлов при контакте с нагретой поверхностью используют для металлизации предметов из газовой (паровой) фазы [6]. К специфическим и существенным преимуществам этого метода покрытия следует отнести 1) возможность осаждения беспористого и достаточно равномерного слоя металла на внешней и внутренней сторонах сильно профилированных изделий и деталей 2) возможность осаждения металлического покрытия практически на любом твердом материале (на металлах, керамике, минералах, порошках, тканях, бумаге и т. п.) 3) возможность получения плотных газонепроницаемых покрытий 4) возможность получения покрытий, устойчивых к нагреву и механическому истиранию 5) возможность получения несцепляющихся с основой покрытий, т. е. возможность производства точных металлических слепков и т. д. [c.250]

Реакцию проводили в жидкой фазе в растворе этилового спирта при 40° С с подачей всего количества водорода, которое способно присоединиться в заданных условиях опыта к навеске олефина, и в паровой фазе при 100° С с подачей водорода в количестве 5% от необходимого для полного гидрирования. В первом случае применяли черни металлов, а во втором — металлы, осажденные на угле. [c.243]

В условиях процесса осаждения металла из паровой фазы при термораспаде МОС одним из наиболее важных факторов, определяющих чистоту металла, является наиболее полное и быстрое удаление продуктов распада. Вследствие уменьшения концентрации продуктов распада в паровой фазе снижается доля адсорбированных выделяющимся металлом молекул продуктов распада, что приводит к снижению содержания органических примесей в твердой фазе. [c.113]

Таким образом, фотохимическое диспропорционирование МОС и их солей приводит либо к выделению металла, либо может служить способом синтеза незаряженных продуктов диспропорционирования, пригодных обычно для осаждения пленок из паровой фазы. [c.152]

В ряде случаев невозможность или трудность синтеза нейтральных, незаряженных МОС приводит к необходимости использования солей МОС для перевода соединения металла в паровую фазу и осаждения пленок. Можно заметить, что ионные соединения обладают чрезвычайно высокими температурами кипения или возгонки. В получении положительного эффекта перевода МОС в паровую фазу из соли играют основную роль два фактора во-первых, повышение степени ковалентности связи катион—анион в соли, что приводит к увеличению давления пара самой соли, и, во-вторых, возможность протекания реакции диспропорционирования соли с образованием нейтрального легколетучего МОС [9]. (Оба эти фактора с достаточной полнотой рассмотрены в разделе 3.1.5, основные выводы которого могут быть с успехом применены при выборе летучих МОС.) [c.170]

Дальнейшее развитие метода связано с использованием в качестве исходных материалов для нанесения покрытий различных галогенидов и карбонилов металлов и впоследствии металлоорганических соединений. Определяющими факторами в совершенствовании и внедрении в производство метода термического разложения в паровой фазе явились разработка способов получения и промышленное производство ряда МОС и практическое применение покрытий, получаемых пиролизом МОС. Успехи в области синтеза органических соединений непереходных и переходных металлов, особенно получение я-комплексов переходных металлов, значительно расширило круг используемых соединений и позволило получать различные по составу и свойствам пленки. В то же время получение термическим разложением в паровой фазе тугоплавких материалов в более чистом виде, чем другими методами, защитных покрытий и особенно успехи, достигнутые в области применения в электронике пленок различных материалов, полученных этим способом, также в значительной степени стимулировали развитие метода осаждения пленок термическим разложением МОС в паровой фазе. [c.184]

Метод нанесения покрытий термическим разложением МОС в паровой фазе выгодно отличается также от метода электрохимического и химического осаждения. Если при электрохимическом осаждении можно высаживать только металлы, причем подложка должна быть электропроводной, то термическим разложением возможно наносить металлы, окислы, нитриды, полупроводниковые материалы практически на любые проводящие и диэлектрические подложки от металлов и керамики до синтетических волокон и бумаги. Метод [c.184]

Иа рассмотренный выше плавный режим осаждения может накладываться колебательный режим (см. рис. 0-11). Можно предположить следующий механизм колебательного режима осаждения металлов из паровой фазы. [c.197]

Удаление продуктов распада откачиванием приводит к увеличению парциального давления МОС в паровой фазе. Процесс осаждения интенсифицируется, и цикл повторяется. Колебательное изменение концентрации МОС и продуктов распада около подложки приводит к осаждению слоистого хромоного покрытия с различным содержанием углерода. Каталитические эффекты выделяющегося металла усугубляют колебательный процесс. Уменьшение концентрации МОС в паровой фазе за счет конденсации насыщенного пара МОС создает благоприятные условия для колебательного режима. [c.198]

К настоящему времени описано получение пленок разложением МОС в паровой фазе практически для всех металлов периодической системы Д. И. Менделеева. Поиски оптимальных соединений, позволяющих получать воспроизводимо пленки с заданными свойствами, усиленно продол/каются. В связи с этим мы сочли целесообразным привести не только фактический материал по осаждению пленок из паровой фазы разложением МОС и их свойствам, по и очень кратко остановиться на работах по термическому разложению МОС. Для соединений, наиболее перспективных для использования в процессах осаждения пленок из паровой фазы, приводятся физико-химические свойства, такие, как температуры плавления, кипения, разложения и давление пара. [c.210]

Получение пленок алюминия разложением триизобутилалюминия в паровой фазе рассматривалось и в работе [1(54]. Пленки наносили на пластинки из низкоуглеродистой стали, которые предварительно очищали шлифовальной шкуркой, промывали в ацетоне и отжигали в токе водорода при температуре 500° С в течение 10—15 мин. Наилучшие результаты получены при температуре в пределах 280—300° С. При температуре 260 J С и ниже получить покрытие не удается. С повышением температуры процесса происходит пиролиз углеводородов с выделением на поверхности металла углерода, который препятствует образованию алюминиевого покрытия. Равномерность толщины покрытия достигается постоянством температуры всей поверхности образца. Скорость осаждения во времени не меняется и составляет около 28 мкм/час. Покрытие не образует трещин и не отслаивается при изгибе пластинки на 90°. [c.225]

Очевидно, что процесс должен проводиться в среде, свободной от кислорода, так как он может реагировать и с органической частью молекулы, и с металлом и таким образом загрязнять осаждающуюся пленку. Иногда процесс проводится в токе газа-носителя (аргон, азот, гелий, водород). Но чаще всего осаждение пленок хрома проводится в вакууме. Слишком высокое давление паров хроморганических соединений приводит к высокой скорости осаждения и, как следствие, к посредственной адгезии пленки к подложке. По некоторым данным [419], предпочтительней использовать давление около 10 мм рт. ст. как максимальное, а чаще всего выращивание пленок хрома из паровой фазы при термическом разложении хроморганических соединений проводят при давлении 0,01 — 10 мм рт. ст. Желаемая толщина покрытия, как правило, достигается за счет продолжительности процесса разложения соединения. Осаждение пленок хрома проводилось на подложки самых различных материалов стекло, кварц, керамика, ситалл, пластмассы, металлы, сплавы и т. п. [c.256]

Высокое парциальное давление паров иода, с одной стороны, благоприятствует протеканию прямой реакции, а следовательно, и осаждению металла, так как приводит к повышению концентрации тетраиодида в паровой фазе по уравнению (1), с другой стороны, тормозит ее, так как способствует смещению равновесия реакции (2) в сторону образования тетраиодида урана, вследствие [c.112]

Пленки, получаемые химическим осаждением, можно разделить на две группы 1) получаемые из паровой или газовой фазы и 2) получаемые из раствора. Из паровой или газовой фазы получают высокоомные пленки для резисторов и полупроводниковые пленки с заданным типом проводимости и структуры, из раствора — металлические покрытия на диэлектриках и фосфатные изоляционные и грунтовые пленки на металлах. [c.56]

С. получают взаимод. простых в-в в вакууме или инертной атмосфере, р-вд ей HjS с металлами, их оксидами, гидроксидами или солями, восстановлением сульфатов углем, Hj, прир. газом, термич. разложением высших С. или их восстановлением Hj. Монокристаллы выращивают направленной кристаллизащ1ей из расплава, осаждением из паровой фазы, хнм. транспортными р-щ ями, методом Фрерихса (взаимод. паров металла с HjS), зонной плавкой. Пленки получают осаждением из паровой фазы, методом мол.-лучевой эпитаксии, хим. осаждением из газовой фазы, осаждением нз водных р-ров. [c.460]

Рост кристаллов по механизму винтовой дислокации, по-видимому, имеет место при образовании из паровой фазы нескольких типов кристаллических осадков, например при образовании нитеобразных кристаллов, подобных металлическим усам (см. Набар-ро и Джексон [80]). Из паровой фазы усы растут своими торцами, на каждом из которых имеется винтовая дислокация, простирающаяся параллельно окончанию уса. Усы таких металлов, как кадмий, цинк и серебро, растут на подложках из пирекса и из кварца при осаждении из паровой фазы только в том случае, если пересыщение ниже некоторой критической величины, которая может соответствовать критической величине пересыщения для двухмерного образования центров кристаллизации [81, 82]. Было найдено, что в последовательно проводимых опытах усы обычно начинают расти на одних и тех же участках субстрата (в данном случае пирекса или кварца) это позволило сделать предположение. [c.327]

Кремер и сотр. [19] разработали способ приготовления тонкослойного покрытия, одновременно являюп егося кон-дуктометрическим детектором. Однородные слои сорбента получают осаждением из паровой фазы металла (например, индия) на подложку и последующим окислением его при нагревании до 400° С. В результате можно получить слои сорбирующего материала толщиной 0,1 — мкм с однородной структурой. На этом слое хроматографически разделяют вещества и одновременно детектируют количественный состав специальным устройством (рис. VI. 5). Аналогично можно определить состав анализируемых смесей, измеряя диэлектрическую проницаемость растворов. [c.115]

Особенностью фотохимического выделения металла из МОС является то, что поглощение световой энергии происходит в значительном по толщине слое1 вещества, его раствора или пара. Вследствие этого увеличивается доля распада в объеме, и в структуре осажденных на подложку металлов имеется много пор, в отличие от осаждения из паровой фазы при термораспаде МОС. Кроме того, выделяющийся металл не пропускает излучения при толщине слоя больше 0,5 — 1 мкм, и квантовый выход фотораспада невелик. [c.151]

История развития метода осаждения из паровой фазы насчитывает несколько десятилетий. Первыми сообщениями по осаждению металлов пз паровой фазы являются работы Лодыгина [15J иМонда [К , 17]. Лодыгин разработал способ металлизации угольной нити пиролизом гексахлорида вольфрама или восстановлением паров оксихлорида вольфрама в присутствии водорода. Получаемые нити с вольфрамовым покрытием использовались в лампах накаливания. Монд показал, что при термическом разложении паров карбонилов никеля, железа и кобальта можно получать соответствующие чистые металлы. [c.184]

Для осаждения из паровой фазы пленок металлов платиновой группы описано применение таких соединений, как карбонилы, карбонилгалогениды, ацетил алетонаты, циклопептадиепилыше производные, и некоторых других. [c.298]

Для снижения пористости платинового покрытия и увеличения коррозионной стойкости его изготовляют двухслойным, причем второй слой осаждают из щелочного аминонитритного электролита Д 2 с реверсированием тока [128, 176—178], а также с различными добавками к электролиту. Предложено нанесение па основу электрода нижнего слоя из благородных металлов или их окислов [1791 каким-либо, в частности термохимическим, методом [186] или осаждение тонкого слоя платины (0,01—0,3 мкм) из паровой фазы [1811 с последующим нанесением гальваническим способом активного слоя пз металлов платиновой группы, а также нанесение слоя сплава металла платиновой группы с неблагородными металлами и после растворения этих добавок покрытие слоем металла платиновой группы [182]. [c.178]

В рассмотренном ранее способе - предлагается прямая гидратация пропилена в паровой фазе в присутствии катализаторов, состоящих из тонко раздробленных металлов платиноюй группы, а также золота, серебра, меди, железа, кобальта, никеля, хрома, тантала, ванадия, вольфрама, молибдена, марганца и их соеиинений, при темпе ратурах выше 100° (лучше от 150 до 300°) и даже при атмосферном давлении. В качестве наиболее подходящего катализатора для -гидратации пропилена упоминается смесь окиси меди и вольфрамовой кислоты. Смесь пропилена и водяного пара проводится со скоростью 6,7 см э час (на 1 сл кажущегося объема катализатора) над катализатором, приготовленным осаждением 15 г окиси меди и 15 г трехокиси вольфрама на 150 г активного угля. Указывается, что полученный при 300° водный конденсат содержит алкоголи. [c.342]

Принципиальные различия между осаждением металла из раствора электролита и из паровой фазы связаны с наличием двойного слоя на границе металл — раствор. Полагают, что факторы, определяюшие эти различия, сводятся к следуюшему [c.328]

Образование отложений в проточной части турбин исключается полностью при условии, когда концентрации примесей в паре начальных параметров меньше значений их растворимости в перегретом паре самых низких параметров, или, иначе говоря, при условии, когда в пределах турбины все примеси находятся в паре в состоянии ненасыщенного парового раствора. Растворимости всех примесей, которые встречаются в отложениях турбин, для параметров пара, соответствующих концу зоны перегрева, малы. Обеспечить получение пара с концентрациями примесей, которые были бы меньше таких значений, практически невозможно. Вместе с тем опыт эксплуатации многих ТЭС показывает, что далеко не все турбины заносятся отложениями. Следовательно, и в условиях некоторого пересыщения паровых растворов проточная часть машин может оставаться чистой. По-видимому, большую роль играет кинетика, т. е. скорость выделения твердой фазы из пересыщенных парорастворов. Этот вопрос пока остается неизученным. Не выяснены также условия выделения твердой фазы на поверхностях металла, омываемых паром, и в объеме парового потока. Не изучены условия осаждения частиц твердой фазы из парового потока на лопатках и других элементах проточной части турбин. Не выяснена роль гидродинамических факторов. [c.175]

Если при кристаллизации из паровой фазы в вакууме структура конденсатов на изотропных подложках определяется главным образом скоростью и температурой осаждения, то в других случаях роста (химический рост, в том числе окисление, электроосаждение, кристаллизация из расплава или раствора) значительно возрастает роль других условий кристаллизации. Наглядно влияние этих условий выявляется при изучении текстур электроосажденных металлов, которые по сравнению с другими случаями исследованы наиболее подробно (табл. 45 и 46). Многообразие наблюдаемых ориентировок связано с различием [c.242]

Существует много методов покрытия алюминием других металлов. Они включают метод распыления (металлизацию), алюминирование при распылении (термообработанные напыленные покрытия), погружение в горячий расплав, диффузионное алюминирование (алитированне), осаждение в вакууме, гальваническое покрытие, осаждение с помощью процесса электрофореза, химическое осаждение (нанесение покрытия из газовой или паровой фаз), плакирование или механическое соединение с помощью литья. [c.401]

Как известно, одним из достоинстп МОС является пх высокая летучесть по сравнению с неорганическими производными металлов. В связи с этим свойством исторически и возникло использование МОС в процессах осаждения пленок из паровой фазы . [c.169]

В работе [12] сообщается об экспериментальной регистрации колебаний температуры в процессе осаждения хрома из паровой фазы бие-этилбешюл-хрома(О) и об образовании аналогичной (см. раздел 5.Я) слоистой структуры при любых достаточно больших изменениях температуры. Эти данные являются свидетельством периодической адсорбции продуктов распада МОС на осаждающемся металле при колебаниях температур], , и в свою очередь по слоистой структуре, полученной в процессах, не ограниченных давлением, можно судить о температурных колебаниях в процессе осаждения. [c.174]

В процессе осаждения пленок из паровой фазы может встретиться осложнение, вызванное переходом процесса распада МОС в объем паровой фазы. Процессы распада в объеме широко применяются в порошковой металлургии для получения тугоплавких и друшх металлов из их летучих соединений, в частности из карбопилов. [c.175]

Более летучими являются фторпроизводпые ацетилацетопата меди. Тонкие пленки меди были получены при восстановлении водородом в паровой фазе трифтор- и гексафторацетилацетоната меди [39]. Авторы отмечают, что эти соединения весьма подходящи для этой цели ввиду их высокой летучести, термической устойчивости и легкой способности к восстановлению водородом. Осаждение проводили при атмосферном давлении и температуре 200—350° С. Скорость потока водорода 8—28 ли/мин. Наилучшие пленки были получены восстановлением при 2Г>0° О в токе водорода (16 мл/мин). Температура испарителя при этом поддерживалась на уровне 150 и 90° С для трифтор- и гексафторацетилацетоната меди соответственно. Пленки имели очень хорошую адгезию к стеклу, были электропроводны, достаточно плотны и не содержали никаких примесей. Адгезия к металлам (нержавеющая сталь) была выше, чем к стеклу. [c.213]

Адгезия пленок хрома, полученных из паровой фазы, очень высока и зависит от чистоты подложек так же, как и при других методах осаждения. При хорошей подготовке образцов адгезия настолько нелика, что пленка хрома отрывается от подложки (ситалл, стекло, кварц, сталь, алюминий и др.) лишь вместе с частицами подложки. Авторы работы [413] обращают внимание на то, что особенно важна предварительная обработка полированных стекол, так как их поверхность песет электрический заряд, прочно удерживающий мелкие частицы пыли, что и является причиной пористости покрытий. Обезжиривание стеклянных подложек в чстыреххлористом углероде и обработка it парах изопропилового спирта позволяют значительно улучшить качество поверхности и создать благоприятные условия для получения прочного покрытия хрома. По данным работы [413], различие в коэффициентах термического расширения стекла и осаждаемого металла начинает сказываться при толщинах пленки хрома порядка 7 мкм, если процесс металлизации проводится при 400° С, и порядка 3 мкм — при температуре 600° С. В этом случае металлическое покрытие растрескивается, а дальнейшее увеличение толщины приводит к отслаиванию покрытия вместе со стеклом. Попытки отделить хромовую пленку от стекла, не повредив поверхности основы, кончались неудачей. [c.257]

Таким образом, карбоннлгалогенпды металлом нлитпшшой группы, за исключением палладия, вполне пригодны для осаждения пленок при термическом разложении и паровой фазе вследствие их повышенной летучести при низких температурах. Предпочтительней использовать хлориды карбонилои, так как они характеризуются большей термической стабильностью, чем бромистые и йодистые соединения. [c.299]

В настоящее время разработаны способы получения пленок для ряда металлов платиновой группы. Удобный способ получения карбонилхлоридов платины и использования их в процессе осаждения пленок платины из паровой фазы без выделения в чистом виде мзлг. жен в работе 141]. Он позволяет избежать многих неудобств, связанных с повышенной активностью карбо-нилгалогепидов к кислороду и влаге воздуха. [c.299]

Для осаждения пленок двуокисей титана, циркония, гафния и тория термическим разложением МОС в паровой фазе широко используются алкоксипро-изводпые этих металлов и значительно реже — апетилацетонаты. [c.330]