Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ формирования покрытий на основе пиролитического нитрида кремния-бора

Классы МПК:C23C16/34 нитриды
C04B41/50 неорганическими веществами
Автор(ы):
Патентообладатель(и):АДВАНСТ КЕРАМИКС КОРПОРЕЙШН (US)
Приоритеты:
подача заявки:
1996-09-11
публикация патента:

Изобретение относится к изделиям из углеродных, графитовых или керамических материалов с низким тепловым расширением с покрытием из стехиометрической композиции пиролитического PB(Si)N, а также способу получения изделия с покрытием. Способ включает подачу паров реагентов при соответствующих условиях осаждения в нагретую камеру печи, в которой находится покрываемое изделие. Пары реагентов состоят из аммиака, газообразных источников бора и кремния, а также газа-разбавителя, и их подают при такой скорости газовых потоков, что суммарная скорость потоков бора и кремния меньше скорости потока аммиака. Изобретение направлено на получение покрытий, обладающих термостойкостью при температурах до 1500oС в течение более 20 ч, при этом покрытие содержит до 25% кремния и обладает стойкостью к окислению на воздухе при 100 - 1500oС. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Рисунки к патенту РФ 2168557

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения стехиометрической композиции покрытия из пиролитического нитрида бора-кремния, далее обозначенного PB(Si)N, на углероде с низкой величиной теплового расширения, графите или керамических материалах для получения таких материалов с защитой от окисления при высоких температурах вплоть до 1500oC, а также к изделию, полученному этим способом.

Материалы с низким тепловым расширением, такие как углерод-углеродные композиты, являются важными материалами для применения в аэрокосмической области благодаря их высокой прочности и жесткости при высоких температурах. Однако их использование ограничено вследствие окисления. Керамическое покрытие могло бы обеспечить требуемую защиту от окисления, однако ввиду очень низкого коэффициента теплового расширения высокомодульных углерод-углеродных композитов трудно подобрать керамическое покрытие с подходящим термическим расширением. В патенте США 5275844 указано, что покрытие из пиролитического нитрида бора при правильно выбранных условиях нанесения может создать присоединенное к материалу с низким тепловым расширением "нерастрескивающееся" покрытие, стойкое к окислению примерно до 800oC в течение более 20 ч, и даже при более ысоких температурах в течение более короткого времени. "Нерастрескивающееся" покрытие в патенте США 5275844 определено как покрытие, по существу не имеющее сквозных трещин, которые допускали бы проникновение воздуха к нижележащему углерод-углеродному композиту или другому материалу с низким тепловым расширением. Используя способ вышеуказанного патента, можно получать покрытие из пиролитического нитрида бора на конструкции из углерод-углеродного композита с тепловым расширением 0,14 - 0,32% в интервале температур от комнатной до 1500oC, что хорошо соответствует тепловому расширению типичного углерод-углеродного композита. Однако покрытие из обычного пиролитического нитрида бора не выдерживает температуры более 1000oC.

Изучены альтернативные керамические материалы, такие как карбид кремния, однако его тепловое расширение более чем в три раза превышает тепловое расширение углерод-углеродного композита, так что в покрытии при его охлаждении от температуры осаждения возникают трещины. Поскольку происходит растрескивание этих покрытий, углерод-углеродный композит можно обработать ингибиторами окисления с низкой температурой плавления, затекающими и заполняющими трещину. Это не является оптимальным решением проблемы. Такая же проблема имеется для нитрида кремния, расширение которого более чем вдвое превышает расширение углерод-углеродного композита при нагревании до 1500oC.

В соответствии с данным изобретением было установлено, что при соответствующих условиях осаждения прочно связанное покрытие из пиролитического нитрида (бора и кремния), имеющего состав BSixN1+1,33x, далее именуемого PB(Si)N, или, альтернативно, пиролитическим (B+Si)N, может быть получено на углеродном или графитном материале с низким тепловым расширением, таком как углерод-углеродный композит, и оно остается трещиностойким при температурах до 1500oC в течение более 20 ч. Несовпадение величин теплового расширения покрытия PB(Si)N согласно изобретению и углерод-углеродного композита может составлять менее 0,1% при нагревании от комнатной температуры до 1500oC, при этом покрытие содержит до 25% кремния и обладает стойкостью к окислению на воздухе при 1000-1500oC, в 10-1000 раз превышающей стойкость к окислению чистого пиролитического нитрида бора (PBN).

Согласно изобретению способ получения прочно связанного нерастрескивающегося покрытия PB(Si)N на углеродном или графитном материале с низким тепловым расширением включает операции: размещение углеродного или графитного материала в печной камере реакционного сосуда; нагревание атмосферы в печной камере до однородной температуры в интервале 1350-1550oC, при понижении температуры в камере до величины менее 1,5 Торр; подачу в печную камеру паров реагентов, состоящих по существу из аммиака, газообразных источников бора и кремния, и разбавителя, выбранного из группы, включающей азот, водород и стехиометрически избыточное количество аммиака, регулирование скорости потока аммиака по отношению к скорости потока источников бора и кремния так, чтобы суммарная скорость потока бора и кремния была меньше скорости потока аммиака, посредством чего на материале с низким тепловым расширением получают покрытие из PB(Si)N с расхождением величин теплового расширения менее 0,1% при нагревании до 1500oC.

Изделие с покрытием согласно данному изобретению включает подложку из углерода или графита с низким тепловым расширением, с покрытием из PB(Si)N, содержащим 2-35 мас.% кремния, имеющее расхождение величин теплового расширения менее 0,1% при нагревании до 1500oC, и полученное способом, включающим подачу паров реагентов в нагретую печную камеру при однородной температуре осаждения 1350-1500oC и давлении в камере менее 1,5 Торр с указанными парами реагентов, состоящих по существу из аммиака, газообразных источников бора и кремния, и разбавителя, выбранного из азота и/или водорода, и регулирование скоростей потоков газов так, чтобы суммарная скорость потоков бора и кремния была меньше скорости потока аммиака.

Преимущества изобретения будут очевидны из последующего подробного описания изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 - график сравнения кривых теплового расширения углерод-углеродного композита с выбранными композициями покрытий.

Фиг. 2 - зависимость теплового расширения при 1500oC от содержания кремния в покрытиях из PB(Si)N.

Покрытия согласно изобретению осаждают с помощью обычной методики химического парового осаждения, для которой известны источники газов и условия осаждения для нитрида бора и отдельно для нитрида кремния. Обычно пиролитический нитрид бора получают на свободно стоящей конструкции путем термического разложения трихлорида бора и паров аммиака при температуре реакции 1450-2300oC. В патенте США 5275844 отмечается, что равномерно нагретая печь с регулируемой температурой осаждения, находящейся в интервале 1500-1700oC, является существенной для достижения низкого теплового расширения, хорошо соответствующего тепловому расширению углерод-углеродной композиции. В соответствии с изобретением было установлено, что пиролитический нитрид бора может быть осажден совместно с кремнием для достижения низкого теплового расширения, близкого тепловому расширению углеродного или графитного материала при контролируемых условиях скорости газового потока и температуры осаждения. Совместно осажденное покрытие представляет собой комплекс PB(Si)N, по существу не содержащий свободного кремния. Для повышения содержания кремния в покрытии до величин 7-35 мас.% температура осаждения должна находиться в узком температурном интервале 1300-1500oC, а скорость потока аммиака должна быть выше, чем скорость потоков бора и кремния и предпочтительно должна быть вдвое выше суммарной скорости потоков соединений бора и кремния.

Хотя газообразные источники бора и кремния не являются критичными, предпочтительными газообразными источниками являются трихлорид бора и трихлорсилан, а источником азота является аммиак. Менее приемлемые источники бора включают трифторид бора или диборан. Менее приемлемые источники кремния включают дихлорсилан и тетрахлорид кремния. В качестве источника азота можно использовать гидразин. Скорость потоков газов является критичной величиной, наиболее предпочтительно соотношение газообразных источников N/(B+Si)способ формирования покрытий на основе пиролитического   нитрида кремния-бора, патент № 21685572, где N - источник азота, B - газообразный источник бора, а Si - газообразный источник кремния. Можно также использовать газы-разбавители, такие как водород (H2), азот (N2) или аргон (Ar).

Полученные в соответствии с изобретением покрытия содержат кремний, связанный с бором и нитридом в соотношении, описываемом формулой BSixN1+1,33x, и по существу не содержат свободного кремния. Содержание кремния может изменяться в пределах от 2 до 42 мас.% Si, предпочтительным является интервал 7-35 мас.%. При содержании кремния 7 мас.% скорость потери массы покрытия при окислении при 1500oC составляет 0,1 этой величины для покрытия из чистого PBN. При содержании кремния более 35 мас.% покрытие становится существенно более хрупким, чем покрытия с меньшим содержанием кремния.

Хотя при любой температуре осаждения в критическом интервале температур от 1350oC примерно до 1550oC будет получено покрытие из PB(Si)N с низким тепловым расширением, предпочтительны температуры осаждения 1450-1550oC, поскольку такие покрытия имеют меньшую усадку после длительного пребывания при высоких температурах. Покрытия, полученные при 1350-1550oC, имеют меньшее тепловое расширение при нагревании до 1500oC, чем можно было ожидать, исходя из содержания в них кремния, как показано на фиг.1 и 2. При температурах осаждения выше 1550oC получают PB(Si)N с неприемлемо высоким тепловым расширением. Например, покрытие из PB(Si)N, полученное при 1650oC и содержащее 6 мас.% кремния, расширяется примерно на 0,5% при нагревании до 1500oC, приблизительно так же, как и чистый нитрид кремния.

Дифракция рентгеновских лучей показывает, что покрытия из PB(Si)N, полученные при температурах 1350-1550oC, являются аморфными и стеклообразными, так что бор и кремний хорошо перемешаны. Покрытия, полученные при 1350-1450oC, могут быть нагреты в атмосфере азота (in situ) при 1500-1650oC. Такая обработка может снизить скорость окисления покрытия и его усадку после продолжительной выдержки при высокой температуре. Температура термообработки может быть более высокой, чем первоначальная температура осаждения, поскольку деформация при комнатной температуре определяется температурой осаждения.

На любую подложку из углерода или графита, имеющую тепловое расширение примерно от 0,18 до 0,35% при нагревании до 1500oC может быть нанесено покрытие из PB(Si)N, не образующее трещин. Различие в расширении покрытия и подложки составит менее 0,1%, когда тепловое расширение покрытия равно 0,28% или меньше для углерод-углеродного материала, расширение которого равно 0,18%, или тепловое расширение покрытия равно 0,25% или больше для углерод-углеродного материала, который расширяется на 0,35% при нагревании до 1500oC. Верхний предел деформации покрытий из PB(Si)N примерно равен 0,1%. Таким образом, покрытия из PB(Si)N особенно подходят при использовании с высокомодульными углерод-углеродными композитами с низким расширением. Обычный углерод-углеродный композит состоит из тканой или нетканой материи, изготовленной из углеродных нитей, с углеродсодержащим материалом, непосредственно связанным с углеродными волокнами с образованием единой структуры. Примером углерод-углеродного композита является тканая материя из углеродных нитей полученных путем карбонизации волокон полиакрилонитрила (ПАН) с образованием профилированной подложки из углеродных волокон, и осаждения пиролитического материала, такого как пиролитический углерод, на углеродные волокна. Осаждение пиролитического углерода обычно проводят путем подачи углеводородного газа в печь, содержащую подложку из углеродного волокна в условиях, при которых происходит разложение газа и его карбонизация у поверхности углеродных волокон.

Углерод-углеродные или графитовые подложки могут быть установлены в камере осаждения с помощью известных способов крепления. Например, тонкие полосы могут быть закреплены в V-образных щелях; пластины могут быть закреплены на стержнях или поперечинах; подложки могут быть подвешены на болтах или опираться на концы заостренных стержней. При всех этих способах точка опоры может остаться без покрытия до тех пор, пока осаждение не будет прервано и подложки не будут закреплены по-другому. В примере 8 описана вращающаяся и переворачивающаяся система крепления, с помощью которой непрерывно перемещают точки опоры, что позволяет получить однородно нанесенное покрытие без точечных отверстий. Эта система крепления предпочтительна для покрытий, которые должны быть непрерывными по всей поверхности.

В табл. 1 и 2 представлены данные 10 примеров, иллюстрирующих данное изобретение и более подробно описанных ниже.

Пример 1 (опыт 8927). Два высокомодульных C-C композита, каждый размером примерно 70x25x2 мм, были подвешены внутри горячей зоны печи ХОПФ пилотной установки (диаметром 0,15 м и длиной 0,3 м) с использованием опорных стержней, проходящих сквозь небольшие отверстия, просверленные в композитах около одного из краев. Эту систему помещали внутри выполненной из нержавеющей стали вакуумной камеры, которую вакуумировали, а затем нагревали до 1300oC. В камеру осаждения подавали аммиак, BCl3, SiHCl3 и H2 со скоростями потоков, указанными в 1 строке табл.1 для начала роста легированного кремнием PBN. Соотношение SiHCl3 и BCl3 составляло 0,06. Реакцию проводили в течение 360 мин при давлении 1,5 Торр. После охлаждения печи C-C композиты с покрытием извлекали, взвешивали и рассчитывали среднюю толщину покрытия, исходя из площади поверхности и измеренной плотности. Установлено, что покрытия не имели трещин и были стеклообразными, то есть отсутствовали пики кристалличности. Один из композитов с покрытием нагревали до 1500oC в течение 2 ч, и покрытие с него удаляли. Покрытие имело плотность 1,95 г/см3, а тепловое расширение составляло лишь 0,20% при нагревании до 1500oC (табл.1). Такое низкое тепловое расширение предполагает деформацию менее чем 0,1% на C-C композите и объясняет отсутствие трещин в покрытиях. Покрытия подвергли рентгенофлуоресцентному анализу и установили, что они содержат 2 мас.% кремния. Эта сравнительно малая концентрация кремния была достаточной для придания покрытию повышенной стойкости к окислению по сравнению с чистым покрытием из PBN, как видно из табл.2, где сравнивается стойкость к окислению покрытий из PVN, нитрида кремния и PB(Si)N при 1200 и 1510oC.

Пример 2 (опыт 8933). Две полосы высокомодульного C-C композита, аналогичные полосам из примера 1, установили в камере осаждения, как описано в примере 1, и получили покрытие из кремнийсодержащего PBN при 1450oC и давлении 1,2 Торр с использованием более высокого отношения SiHCl3/BCl3 (0,34) чем в примере 1 (см. строку 2 табл.1). В этих условиях получили покрытия из PBN без трещин, содержащие 16 мас.% кремния. В табл. 2 показано, что скорость окисления покрытия, содержащего 15 мас.% кремния, была значительно выше, чем скорость окисления покрытия, содержащего 2 мас.% кремния.

Пример 3 (опыт 8935). Две полосы высокомодульного C-C композита, аналогичные полосам из примера 1, установили в камере осаждения, как описано в предыдущих примерах, и получили кремнийсодержащий PBN при 1400oC и давлении 1,1 Торр, используя соотношение SiHCl3/BCl3 0,82. В этих условиях получили покрытия без трещин, содержащие 26 мас.% кремния. Часть этого образца проявляла тепловое расширение 0,28% при нагревании от комнатной температуры до 1500oC (см. фиг.2), при котором термическое несоответствие, или деформация, при комнатной температуре между покрытием и композитом по-прежнему составляет лишь примерно 0,1%, несмотря на высокую концентрацию кремния. В табл.2 показано, что стойкость к окислению этого покрытия при 1510oC на три порядка выше, чем у чистого PBN.

Пример 4 (опыт 9001). Две полосы высокомодульного C-C композита, аналогичные полосам из примера 1, установили в камере осаждения, как описано в предыдущих примерах, и получили покрытие из кремнийсодержащего PBN при 1400oC и давлении 1,00 Торр, с использованием соотношения SiHCl3/BCl3 1,05. Полученное покрытие было почти без трещин, несмотря на высокое содержание кремния, составлявшее 28 мас.%. Его расширение до 1500oC было таким же, как у образца из примера 3 (0,28%).

Пример 5 (опыт 9004). Одну полосу высокомодульного C-C композита и одну обычную графитовую полосу установили в камере осаждения, как описано в примере 1, и получали кремнийсодержащий PBN при 1500oC и давлении 0,95 Торр, используя соотношение SiHCl3/BCl3 1,11. Полученное покрытие содержало 35 мас. % кремния и имело трещины. Не содержащую трещин часть покрытия нагревали, и тепловое расширение составило 0,29% до 1500oC. Результаты данного примера и предыдущих примеров показывают, что верхний предел содержания кремния для покрытий без трещин из PBN на высокомодульных C-C композитах составляет примерно 25-30 мас.%. Поскольку тепловое расширение при переходе от 25 к 35 мас.% кремния существенно не возросло, трещины могут появляться вследствие высокого модуля нитрида кремния (350 ГПа) по сравнению с PBN (22 ГПа), если кремний присутствует в виде нитрида кремния.

Успешное получение покрытий без трещин из PBN с высоким содержанием кремния на высокомодульных C-C композитах можно понять на примере фиг.2, где представлен график зависимости теплового расширения покрытия от процентного содержания кремния в покрытии. (Данные этого графика взяты из табл.1). Лабораторные данные по тепловому расширению чистого PBN (0% кремния) и чистого нитрида кремния (60% кремния), полученного химическим осаждением паров, также представлены на фиг. 2. Поскольку наиболее вероятно, что покрытия из PB(Si)N представляют собой смеси BN и Si3N4, можно вычислить объемный процент кремния, содержащегося в Si3N4, когда известен массовый процент кремния, и построить график зависимости от него величины теплового расширения, как показано на фиг. 3. Видно, что тепловое расширение PB(Si)N ниже, чем можно было ожидать, исходя из линейной зависимости от состава, и очень близко к величинам, полученным при измерениях на PBN при 1400oC, даже для композиций, содержащих почти 50 об. % Si3N4. Низкое тепловое расширение комбинаций PB(Si)N является неожиданным результатом наших исследований этого типа покрытия.

Пример 6 (опыт A 132). Камеру осаждения промышленных габаритов использовали для нанесения покрытия на пластины углерод-углеродного композита размерами до 150x320x2-3 мм. Эти пластины покрывали при 1400oC и давлении 0,48 Торр с использованием скоростей потоков газов и условий покрытия, указанных в строке 6 таблицы 1. Соотношение SiHCl3 и BCl3 составляло 0,67. Покрытия из PBN были 0,3-0,4 мм толщиной и содержали 17-19 мас.% кремния. Среднее тепловое расширение до 1500oC составило 0,28%. В табл.2 показано, что стойкость этого покрытия к окислению находится между стойкостью к окислению покрытия, содержащего 15 мас.% кремния, и покрытия, содержащего 26 мас.% кремния.

Пример 6a. Часть покрытия из опыта A 132 нагревали до 1500oC в течение 1 ч в атмосфере азота перед испытанием стойкости к окислению. Результаты, представленные в табл. 2, показывают повышенную стойкость к окислению вследствие этой дополнительной термической процедуры.

Пример 7 (опыты A 150 и A 153). Камеру осаждения промышленных габаритов использовали для нанесения покрытия на пластины C-C композита размерами 140x460x3-4 мм и на опытные пластинки из C-C композита размером 30x80x3 мм. Скорости газовых потоков и другие условия для данного примера приведены в табл. 1. Некоторые из опытных пластинок, на которые нанесли покрытие в опыте A 150, перевернули и нанесли на них покрытия в опыте A 153 для покрытия непокрытых поверхностей, соответствующих местам крепления в опыте A 150. Суммарная толщина двух покрытий составила примерно 0,4 мм. C-C композиты с двойным покрытием подвергали циклическим воздействиям, нагревая до 2600oF (1427oC) для определения того, насколько хорошо покрытие защищает композит. Потеря массы C-C композита была примерно 1% после 80 циклов до 1427oC на воздухе и примерно 2% после 100 циклов. Этот результат показывает, что покрытия из P(B+Si)N, полученные данным способом, не имеют трещин и проколов, являются стойкими к периодическим тепловым ударам и создают эффективный барьер между углеродом и атмосферой.

Пример 8 (опыт 9138). Образцы углерод-углеродного композита покрывали по всей поверхнос ти в ходе одного опыта по осаждению путем использования системы, разработанной для вращения и переворачивания подложек. Эту систему вращали вокруг горизонтальной оси, а подложки закрепляли между графитовыми пластинами, имеющими прорези, соединенными с графитовым приводным валом под углом 60o к оси вращения. При вращении системы точки соприкосновения между C-C композитом и графитовым держателем непрерывно меняются. В опыте 9138 осуществляли вращение системы со скоростью 12 об/мин. Покрытие получали при 1525oC и давлении 1,2 Торр в течение 480 мин. Другие данные приведены в строке 9 табл.1. Отношение SiHCl3/BCl3 составляло 0,95, а покрытие содержало 25,0 мас.% кремния. Два из трех покрытий этого опыта не имели трещин.

Пример 9 (опыт 9140). Покрытие из PB(Si)N получали на графитовой подложке, у которой тепловое расширение до 1300oC составляет около 0,7%, для проверки совместимости с покрытием, имеющим гораздо меньшее тепловое расширение. Покрытие получали при 1575oC и давлении 1,3 Торр в течение 300 мин. Другие данные приведены в строке 10 табл.1. Отношение SiHCl3/BCl3 составляло 0,9, а покрытие содержало 24,0 мас.% кремния. Трещины в покрытии наблюдались вблизи острых краев. Для образца покрытия, не имеющего трещин, расширение до 1500oC составило 0,26%. Это показывает, что покрытие обладало деформацией сжатия 0,4% после охлаждения от температуры осаждения. Этот результат показывает, что PB(Si)N с низким тепловым расширением можно получать при температурах до 1575oC, однако для получения заданного теплового расширения лучше получать покрытия при температурах ниже 1550oC для снижения разницы между температурой нанесения покрытия и комнатной температурой, тем самым снижая деформацию в покрытии при комнатной температуре.

Пример 10 (опыт 9412). Покрытие из PB(Si)N получали на обычной графитовой подложке (0,7% расширения до 1500oC) и на пиролитической графитовой подложке (0,25% расширения до 1500oC) для определения того, является ли необходимым водородное разбавление для получения покрытий из PB(Si)N с низким тепловым расширением. Покрытие получали при 1400oC. давлении 0,11 Торр в течение 453 мин, при отношении SiHCl3/BCl3 0,80 (см. строку 11 табл.1). Водород не подавали вместе с реакционными газами. Покрытие из PB(Si)N содержало 36 мас. % кремния и имело 0,32% расширения до 1500oC, подобно расширению образцов, полученных при разбавлении водородом. Этот результат показывает, что водород не нужен для получения покрытий из PB(Si)N с низким тепловым расширением, хотя водород или другой газ могут способствовать более равномерному распределению покрытия на больших поверхностях.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения прочносвязанного покрытия без трещин из BSixN1+1,33x на углеродном, графитовом или керамическом материале с низким тепловым расширением, отличающийся тем, что покрываемый материал помещают в печную камеру реакционного сосуда, атмосферу в печной камере нагревают до однородной температуры в пределах 1350 - 1550oС, снижают давление в камере до менее 1,5 Торр, в эту печную камеру подают пары реагентов, состоящих, по существу, из аммиака, газообразных источников бора и кремния, а также разбавителя, выбранного из группы, включающей азот, водород и стехиометрический избыток аммиака, регулируют скорость потока аммиака по отношению к скоростям потока источников бора и кремния так, что суммарная скорость потока бора и кремния меньше скорости потока аммиака, посредством чего формируют покрытие из BSixN1+1,33x на материале с низким тепловым расширением, при этом покрытие имеет расхождение теплового расширения по отношению к подложке менее 0,1% при нагревании до 1500oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание кремния в композиции покрытия составляет 2 - 42 мас.%, а свободный кремний, по существу, отсутствует.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что газообразные реагенты направляют в указанную камеру при скоростях газовых потоков, соответствующих следующему соотношению: N/(B + Si) способ формирования покрытий на основе пиролитического   нитрида кремния-бора, патент № 2168557 2, где N - источник азота, B - источник бора, а Si - источник кремния.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что источником бора является трихлорид бора, источником кремния - трихлорсилан, а источником азота - аммиак.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что температура в печи составляет 1450 - 1550oС.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что содержание кремния в покрытии из PB(Si)N составляет 7 - 35 мас.%.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что покрытым материалом является высокомодульный углерод - углеродный материал.

8. Изделие с покрытием, включающее подложку из углеродного, графитового или керамического материала, на которой формируют покрытие, находящееся в непосредственном тесном контакте с этой подложкой, при этом покрытие содержит аморфную композицию, состоящую, по существу, из пиролитического (B + Si)N, имеющего состав BSixN1+1,33x, содержащую 7 - 35 мас.% кремния и, по существу, не содержащую свободного кремния, имеющую, по существу, постоянную плотность в указанном интервале содержания кремния и расхождение в тепловом расширении до 1500oС менее примерно 0,1% по отношению к тепловому расширению данной подложки, так что покрытие остается нерастрескавшимся при повышенной температуре, причем покрытие получают способом, в котором пары реагентов подают в нагретую камеру печи при однородной температуре осаждения 1350 - 1550oС, давлении менее 1,5 Торр, пары реагентов состоят, по существу, из аммиака, газообразных источников бора и кремния, а также разбавителя, выбранного из азота и/или водорода, а скорости потоков газов регулируют так, что суммарная скорость потоков бора и кремния меньше скорости потока аммиака.

9. Изделие по п.8, отличающееся тем, что соотношение потоков газов составляет N/(B + Si) способ формирования покрытий на основе пиролитического   нитрида кремния-бора, патент № 2168557 2, где N - источник азота, B - источник бора, а Si - источник кремния.

10. Изделие по п.9, отличающееся тем, что источником бора является трихлорид бора, источником кремния - трихлорсилан, а источником азота - аммиак.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C23C16/34 нитриды

Патенты РФ в классе C23C16/34:
новое изделие и способ его изготовления при обработке материала -  патент 2477672 (20.03.2013)
способ нанесения покрытия и антикоррозионное покрытие для компонентов турбин -  патент 2473713 (27.01.2013)
устойчивое покрытие и способ его производства -  патент 2405858 (10.12.2010)
способ и устройство для выращивания пленки нитрида металла группы (iii) и пленка нитрида металла группы (iii) -  патент 2391444 (10.06.2010)
износостойкое защитное покрытие и деталь с таким покрытием -  патент 2374075 (27.11.2009)
способ получения устойчивых к влаге частиц электролюминисцентного фосфора, устройство для его осуществления и частица фосфора -  патент 2247761 (10.03.2005)
пластина режущего инструмента и способ ее изготовления -  патент 2173241 (10.09.2001)
способ нанесения покрытия на поверхность основы (варианты) и устройство для их осуществления -  патент 2125620 (27.01.1999)

Класс C04B41/50 неорганическими веществами


Наверх