Електрод

Електрод, виконаний з тітану, відрізняється тим, що на його поверхні утворен шар нітріду тітану ТіN, отриманий шляхом озотування тітану у середовищі газоподібного азоту при температурі 550...600°С, або у плазмі азоту, або у середовищі гідрозіну при температурі 250...300°C. (19) (21) 98010057 (22) 06.01.1998 (24) 15.11.2000 (33) UA (46) 15.11.2000, Бюл. № 6, 2000 р. (72) Контар Олександр Якимович (73) ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ 30159 Електрод може мати будь-яку форму. Заготівку з тітану обробляють у такому розчині: Вода 190...210 мл 480...520 мл Азотна кислота (a-1,4) Борфторід амонію 95...105 г Кремнефториста кислота 26...34 г З метою знищення мікрошорсткості та сгладжування кутів (див. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Справочное пособие. Лениздат, 1975, с. 202). Після травлення поверхню заготовки промивають дістільованою водою, сушать на повітрі, після чого виконують термообробку за температурою 550...600°С продовж 10 хвилин у газовому середовищі, яке має 98...100 % азоту з подальшим охолодженням на повітрі. Поверхня тітанового електроду під час вказаної обробки покривається рівним шаром TiN золотістого кольору, стійкого до дії розбавлених розчинів кислот та лугів, маючим товщу 3...3,5 мікрона та високу електропровідність. За інших умов обробки склад та товща TiN шару інші, що впливає на швидкість та значення потенціалу тітантітрідного електроду у електроліті. Практичне виготовлення електродів з тітану з покриттям TiN проводилось у лабораторній вакуумній установці з іонним розпорошенням. Зразки з тітану розташовували на поверхні мішені. Вакуумну установку заповнювали інертним газом Ar, вмикали струм, що призводить до іонізації газу. У інертному газі проводили обробку поверхні зразків електродів з метою вилучення адсорбованої вологи, та молекул кисню. Після обробки впродовж 0,5 години об'єм вакуумної установки повільно заповнювали сухим чистим азотом замість аргону. Під впливом електричного струму атоми азоту іонізуються. В об'ємі вакуумної установки виникають збуджені атоми, молекули, та іони азоту, які реагують з поверхнею тітанових зразків. На поверхні тітану виникає шар TiN золотистого кольору, який має гарне счеплення з тітаном, рівномірний шар та добру електропровідність. В залежності від часу обробки шар TiN за умов безперервного додатку азоту мав товщу 1,5-2 мкм за три години. Промислові зразки електродів з тітану, вкритих шаром TiN по винаходу, виготовлені з застосуванням промислової установки "Булат", розробленої та виготовленої у Харківському фізико-технічному Інституті НАН України, яка забезпечує нанесення шару 5-7 мкм TiN за одну годину. В разі відсутності вакуумної установки шар TiN необхідної якості можливо отримати на поверхні тітанового зразку шляхом нагріву тітану у потоці аміаку. Зразки тітанових електродів розташовують у середені кварцевої трубки, яка має з зовнішньої поверхні електричний нагрівач, з'єднаний з регулятором напруги, та вимірювачем температури у вигляді термопари, з'єднаної з вимірювачем температури типу МПП-154. Кріз трубку безперервно тече потік газу аміаку, який отримують з водного розчину шляхом безперервного розщеплення. Температура тітанового зразку повинна бути не нижче 550°С. Підвищення температури до 600°С прискорює утворення TiN на поверхні Ті зразка, та забезпечує утворення рівного шару. У разі заміни аміака на сухий чистий азот швидкість азотування підвищується. Отримання чистого азоту та аміаку разом можливе у разі реакції розщеплення гідрозину 2N2H4®N2+2NH3+H2 яка починається за умови 300-350°С та іде спокійно у відсутності повітря, або кисню. Водень забезпечує відновлення поверхні тітанового електроду та допомагає утворенню шару TiN, але треба пом'ятати, що гідрозін дуже таксична речовина. Реакція утворення TiN за указаних умов йде дуже повільно. Створення електродів, вкритих шаром TiN у вакуумних установках у середовищі чистого та сухого азоту забезпечує високу якість покриття порівняно з термічними засобами. 2 30159 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3