D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1984.02.011 北京铜铁学院学报 1984年第2期 钢表面化学气相沉积钽涂层的研究 稀有金属教研室 卢燕平 张长鑫 赵海滨韩文礼 摘 要 本文研究了Ta~C1,-H:体系在5钢表面化学气相沉积钽涂层工艺，讨论了组的沉积速度与温度、五氯化 钽和氢气压力之间的关系。本文还拒要介绍了用鱼相、x射线衍射和电子探针分析等方法测定涂层结构的研 究结果。腐蚀试验结果表明，涂层样品在37,7%HC1、63%H,S04介质中具有很高的抗蚀能力，其腐蚀速串 比未涂层的可降低2~3个数量级。 金属组以其耐蚀而著称，是一种很有发展前途的新型结构材料和较理想的耐蚀材 料[1门〔][3]。然而，钽作为一种卓越的耐蚀材料用作表面涂层，目前尚发展滞缓。本文 将着重论及45钢表面化学气相沉积钽防腐涂层的原理和工艺方法，同时对钽涂层的组织及 耐腐蚀性能进行了初步的探讨，以期试用于石油、化肥、化纤等化学工业部门。 一、基本原理 在45钢上化学气相沉积但防腐涂层是采用将金属但先氯化再用氢还原的方法，其反应 为： gTa+Cz=号TaCl,(g) (1) 号TaC,+H,=2Ta+2HCl (2) 5 这种方法在热力学上是否可行，则可应用 “最小自由能原理”进行讨论。 10 TaCls 对于氯化反应（1)，由热力学计算 TaCl. CrCl NiClz 知〔4]，在800°C温度下，其反应自由能 -20 CrCl, 变化值为-25.6千卡，即△Z°r<0,反应平 FeCl FeCl: 衡常数K则为1.69×10‘。此数值表明， =30 TaCl: 钽的氯化反应在800°C(1073K)温度下 =40 是可以进行的。 300 500700900110013001500 温度，K 对于五氯化钽还原反应(2)则可根 图1几种氯化物自由能与温度的关系 据文献[5]的数据绘制出有关氯化物的 118北 京 桐 铁 学 院 学 报 年 第 期 钢表面化学气相沉积担涂层的研究 稀有金属教研 室 卢燕平 赵海滨 张长鑫 韩文礼 摘 要 本文研究了 一 一 体系在 钢表面化学气相沉 积担涂层工艺 ， 讨论了担的 沉积速度与温度 、 五抓化 祖和氢气压力之间 的关系 。 本文还扼 要介绍 了用 金相 、 射线衍射和 电子探针分析等 方法测定涂层结构 的 研 究结果 。 腐蚀试验结果表明 ， 涂层 样品在 、 “ ‘ 介质中具有很高的抗蚀能力 ， 其腐蚀速 率 比 未涂层 的可降低 个数 级 。 金属祖 以其耐蚀而著称 ， 是 一种很有发展前途的新型结构材料 和 较 理 想 的 耐 蚀 材 料 〔 ’ 〕 〔 〕 ” 〕 。 然而 ， 担作为一种卓越 的耐蚀材料用作表面涂层 ， 目前尚发展 滞缓 。 本 文 将着重论及 钢表面化学气相沉积祖 防腐涂层 的原理 和工艺方法 ， 同时对担涂层的组织及 耐腐蚀性能进行了初步的探讨 ， 以期试用于石油 、 化肥 、 化纤等化学工业部门 。 一 、 墓 本 原 理 在 钢上化学气相沉积担 防腐涂层是采用 将金属钮先氯化再用 氢还原的方法 ， 其反应 为 了、 二臼，、夕、户， ‘、矛 普 ’ 景 · ， “ ’ 号 ，， ” 兰 · 平帜、十饭城卜 气 一 一 户 ，渗着 图 彝 几 ‘ 种抓化 温 物 度 自 ， 炸 由能与温度的关系 这种方法在热力学上是否 可行 ， 则可应用 “ 最小 自由能原理 ” 进行讨论 。 对 于氯化反应 ， 由热力学计算 知 ’ 〕 ， 在 温度下 ， 其反应 自由能 变化值为一 。 千卡 ， 即△ 。 了 ， 反应平 衡常数 则为 ‘ 。 此数值 表 明 ， 担的氯化反应 在 温度下 是可 以进行的 。 对于五氛化担还原反应 则可根 据文献 〔 〕 的数据绘制出有关氯化 物 的 滚 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1984．02．011