△Zr°-T关系图米考察。从图1可清楚地看到： (1)当还原温度在300K以上时，钽的氯化物可以被氢气逐渐逐级还原，从高价到低 价，最后还原为金属钽。 (2)当还原温度超过1150K以上时，五氯化钽能被氢还原为金属钽，低价的氯化物不 存在。 (3)随着温度的升高，氯化氢的生成自由能与五氯化钽生成自由能的差值愈负。这表 明，提高温度时对五氯化钽的还原是有利的。 从上述热力学分析说明，在一定的温度下，钢上化学气相沉积钽的氯化一还原反应是 可能发生的。据此，本试验选择氯化温度为800°C(1073K),还原温度为900一1100°C (1173~1373K)。 二、工艺方法 1.工艺装置 设计与选择化学气相沉积工艺装置时，必 自 须考虑以下几个方面：(1)能将各种反应气 10 体输入反应室，并能进行测量与控制：(2)对 反应室加热，使温度进行自动调节，（3)从 钽块 反应室的沉积区，将反应废气不断地排出，以 尾气 保证沉积反应能均匀连续地进行。本试验采用 了W.B.Bryant提出的常压氯化一还原联合装 置，如图2所示。这种装置就操作而言较为复 图2化学气相沉积钽的试验装置 1.氯气，2.氢气，3.氢气g4,5.净化器，6， 杂，技术设备条件要求高，但在沉积过程中， 7,8.流量计，9。试样（工件），10.反应室，11.氯 工艺条件稳定，反应容易控制。它克服了传统 化器，12.冶凝器。 的氯化物蒸发一还原装置中的弱点，即由于氯化物容易吸水而造成的涂覆困难。 2。工艺要点 (1)脱脂除锈采用一般除油、除锈方法对45钢试样（中10×3毫米）进行处理，要 求除油、除锈必须彻底，否则涂层容易脱落。 (2)原料成分试验用金属为废阳极块，其纯度高，杂质少。使用的氢气、氯气、 氩气均须经过净化除去其中的H2O及O2,以防止基体或涂层的氧化。 (3)操作程序为了保证反应室内没有氧化性气氛，使沉积反应顺利进行。工作装入 反应室后要严格密封，先排气使真空度达到5~10mmHg柱（保持时间为5分钟），然后 用氩气冲洗反应室并冲入氢气。随后通电加热使温度达到所给定的温度，此时再通入定量 的氯气、氢气和氩气，其总流量为200毫升/分。经保温30分钟后停止供给氯气和氢气， 并充氩使反应器内维持正压，随即切断电源降温，待冷至150°C以下时，即可打开反应室 取出工件，并及时清除残留衣工件表面上的氯化物。 119△ 。 一 关系 图来考察 。 从 图 可 清楚地看到 当还原温度在 以上 时 ， 担的氯化物可 以被氢气逐渐逐级还原 ， 从高价 到 低 价 ， 最后还 原为金属担 。 当还 原温度 超过 以上 时 ， 五氯化担能被氢还原为金属祖 ， 低价的氛化物不 存在 。 随着 温度 的升高 ， 氯化氢的生成 自由能与五氯化担生成 自由能的差值愈负 。 这表 明 ， 提高温度 时对五 氯化担的还原是有利的 。 从上述 热力学分析说明 ， 在一定的温度下 ， 钢上化学气相沉积担的抓化一还原反应是 可能发 生 的 。 据此 ， 本试验选择氯化温 度 为 ， 还原温度为 一 。 二 、 工 艺 方 法 护 工艺装里 设计与选择化学气相沉积工艺装置时 ， 必 须考虑 以下 几 个方 面 能将各种 反 应气 体 输 入 反 应 室 ，并能进 行测量与控制， 对 反应室加热 ， 使温度进行 自动调节， 从 反应室 的沉积 区 ， 将 反应废气不断地排出 ， 以 保证沉积反应 能均匀连 续地进行 。 本试验采用 了 提 出的常压氯化一还原联合装 置 ， 如 图 所示 。 这种装置就操作而言较为复 杂 ， 技术设 备条件要求高 ， 但在沉积过程中 ， 工艺条件稳定 ， 反应容易控制 。 它克服了传统 尾气 图 化学气相沉积钮 的试验装宜 。 抓气， 。 妞气， 级气， ， 。 净化器， ， ， 。 流 计， 。 试样 工件 ， 。 反应室， 。 抓 化器， 。 冶扭器 。 尸 的抓化物蒸发一还 原 装置 中的弱点 ， 即 由于氯化物容易吸水而造成的涂夜困难 。 工艺要点 脱脂 除锈 采用一般 除油 、 除锈方法对 钢试样 中 毫米 进行 处 理 ， 要 求除油 、 除锈必 须彻 底 ， 否 则涂层容易脱落 。 原料成分 试 验用 金属担为废阳极块 ， 其纯度高 ， 杂质少 。 使用的氢气 、 抓气 、 氢气均须经过净化除去其 中的 及 ， 以防止基体或涂层 的氧化 。 操作程序 为 了保证反应室 内没有氧化性气氛 ， 使沉积反应顺利进行 。 工作装入 反应室 后要严格密封 ， 先排气使 真空度达到 柱 保持时间为 分钟 ， 然 后 用 氨气冲洗 反应 室并 冲入氢气 。 随后通 电加热使温度达到所 给定的温度 ， 此时再通入定 的氯气 、 氢气和氢气 ， 其总流量 为 毫升 分 。 经保温 分钟后停止供给氛气和组 气 ， 并充氢使 反应器 内维持正压 ， 随 即切断电源降温 ， 待冷至 以下 时 ， 即可打开 反应室 取出工 件 ， 并及 时清除残 留衣工件表面上的氯化 物 。 孑孕