Анализ процесса гальванического нанесения рения. Поиск альтернативных способов нанесения рения

Функции покрытия рением в детали
2
Рис.1 Система покрытий детали Керн ЩЖ7.300.134 (Изделие «Чубук»)

Рениевое покрытие выполняет следующие функции:
Барьерный слой;
Рениевое покрытие не позволяет диффундировать никелю в молибден. Что может привести к снижению механических и эмиссионных свойств.
2) Подложка под никелевое покрытие;
3) Предотвращение вторичной эмиссии материала подложки (Mo).
3

Требуемые оборудование и материалы для ренирования согласно ТК
4

Анализ режима нанесения рения указанного согласно ТД
5

Спекание рениевого покрытия
В ТД есть противоречие:
в МК спекание есть, а в ТК удалено.
Согласно литературным данным:
«При нанесении рения на никелевую подложку на поверхности покрытия образуются продукты коррозии. Предотвращается отжигом 7000С в восстановительной среде.»
6

Термодиффузионный насыщение метод нанесения Re
7
В процессе поиска решения проблемы проводились испытания образцов с нанесенными тугоплавкими материалами, в том числе и рением. Сам процесс насыщения проходил в камерной печи в атмосфере воздуха при температуре 10000С в течение 4 ч. Подложка (сплав ЖС32) вместе с ренийсодержащей солью были упакованы в контейнер внутри печи. После самого процесса нанесения образцы были оттожены при температуре 10500С в течение 3ч.
На предприятии ВИАМ столкнулись с похожей проблемой, а именно диффузией материала покрытия (алюминатное покрытие) в материал подложки (сплав ЖС-32), что приводило к снижению механической прочности детали на 30-50%. Данный феномен они назвали образованием ВРЗ (вторичной реакционной зоны). Решением проблемы стало введением барьерного слоя.

8
Рис. 2. Микроструктура (х1000) поверхности сплава ЖС32 после ренирования по режиму 10000С, 4 ч электрохимического травления.

Покрытие рением за счёт термодеструкции карбонилбромида рения (Re(CO)5Br+)
9
Рис. 3 Установка для нанесения металлических плёнок путем термолиза паров летучих соединений
В основе процесса лежит метод газофазной металлизации
Камера для нанесения представляет собой кварцевую трубку Ø15 мм.
Нагрев происходит за счёт 2 кольцевых электропечей.
Перенос вещества-носителя осуществляется за счёт аргона.
В зоне печи 1 (180-200°С) происходит переход исходного вещества из твердого состояния в газообразное.
В зоне печи 2 (400-430°С) происходит разложение газообразного исх. вещества и формирование металлического рения на подложке.

Рис. 4 Наблюдаемые преобразования карбонилбромида рения внутри установки во время напыления
10
Исследование характеристик полученных образцов показало:
- никакие дополнительные соединения (продукты неполного распада
Re(CO)5X) на подложке не обнаружены;
- происходит улетучивание части рения при термораспаде исходного
соединения, при этом часть кварцевой трубки покрывается
металлическим налетом.

Список литературных источников