Алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы обычно не используются для вакуумных систем, поскольку они мягкие и легко поддаются коррозии, в особенности под действием содержащих хлор химических веществ. При соответствующем изготовлении алюминий оказался хорошим высоковакуумным и сверхвысоковакуумным материалом [23]. Однако прокатанный на стане алюминий имеет скорость газовыделения ~ в 1000 раз больше скорости прокатанной на стане коррозионно- стойкой стали [24]. Плотный, тонкий оксиде хорошими свойствами газовыделения может образовываться на поверхностях алюминия посредством: 1) механической обработки сухим, свободным от хлора аргоном/кислородом, 2) механической обработки под чистым обезвоженным этанолом или 3) экструзии (выдавливания) в атмосфере сухого, свободного от хлора аргона/кислорода [25-27].

Естественный оксид на алюминии может удаляться (сниматься) до полировки. Химическое снятие оксида на алюминии заключается в следующем:

• вымачивание в растворе 5% NaOH по массе при 70-75 °С;
• вымачивание в растворе 1 части концентрированной HNO3 на 1 часть деионизированной воды при 20 °С, за которым следует окунание в раствор 1 части концентрированной HNO3 с 64 г/л NH4NF2 при 20 °С (процедура удаления травильного шлама - Си и Si);
• тщательное полоскание.

Алюминий может быть химически отполирован следующим образом:

Первый способ:

• Вымочить в 10% НС1.
• Прополоскать в деионизированной воде.

Второй способ:

• Приготовить раствор
Н3РО4 80%
СН3СООН 15%
HN03 5%
• Подогреть до 90 — 110 °С;
• Окунуть на 2 — 4 мин.

Сильно корродированные поверхности алюминия можно подвергнуть электрической очистке следующим образом:

• травление в 5% растворе NaOH при 75 °С;
• промывание в 30% HNO3;
• окунание в 12% H2S04;
• после чего выполнить анодное электротравление при 90 °С в растворе 100 г Н3ВО3 и 0,5 г пироборнокислого натрия в 1 литре деионизированной воды, начиная с 50 вольт и увеличивая напряжение до 600 вольт.

Анодированный алюминий

В особых случаях, когда необходимо увеличить твердость поверхности или необходима устойчивость к химической коррозии (например плазменное травление хлором), могут быть полезными анодированные алюминиевые поверхности [28, 29]. Легирующие элементы, примеси и термообработка могут влиять на характер и качество анодированного покрытия: как правило, чем чище сплав алюминия, тем лучше анодированный слой. Для создания толстого анодированного слоя на алюминии необходимо, чтобы электролит непрерывно вызывал коррозию оксида, образуя пористый слой. Спецификация ASTM (Американского общества по испытанию материалов) В-580—73 указывает семь размеров толщины (до 50 микронов) для анодирования, обозначенных буквами от А до G. Анодирующие ванны для получения различной толщины оксидного слоя следующие:

• щавелевая кислотая — очень толстые пленки (50 микронов);
• серная кислота — толстые пленки (80% окись алюминия, 18% сульфат алюминия, 2% воды — 15% пористость);
• хромовая кислота — тонкие пленки (1 —2 микрона);
• фосфорная кислота — очень пористые пленки (основа для органических покрытий).

После образования пористый оксид алюминия может быть «герметизирован» посредством гидратации, в результате чего аморфный оксид набухает. Герметизация выполняется в горячей (95-100 °С) деионизированной воде (только анодирование серной кислотой) или посредством использования раствора дихромата натрия (улучшает устойчивость к коррозии) или с помощью раствора ацетата никеля или кобальта. Герметизация уменьшает твердость анодированной пленки. Герметизация паром может использоваться для отказа от содержащей никель горячей воды для предотвращения возможности загрязнения никелем при производстве полупроводников. Для вакуумного применения анодированная поверхность должна подвергаться перед использованием вакуумной термической обработке. Для увеличения коррозийной защиты или смазываемости анодированной поверхности на пористой поверхности могут откладываться другие материалы. Примером является покрытие Magnatplate® для улучшения коррозионной защиты и покрытие Tufram®, которое используется для улучшения фрикционных свойств анодированных алюминиевых поверхностей.

Анодированный алюминий не обеспечивает хорошей поверхности для герметизации с эластомерными уплотнениями. В анодированных системах уплотняющие поверхности часто подвергаются механической обработке для того, чтобы обнажить находящийся в их толще алюминий. Эти поверхности могут быть защищены от коррозии тонким слоем химически устойчивой консистентной смазки, в частности такой, как Krytox®.

Алюминий может анодироваться с плотным оксидом (барьерное анодирование) [30], но этот метод не был оценен для вакуумного применения, поскольку окисел довольно тонкий.

Нет товаров, соответствующих выбору

Страница в разработке - прямо сейчас здесь нет актуальных товаров, соответствующих вашему выбору.
Но у нас есть эта техника. Поэтому свяжитесь с нами по телефону или Email за информацией.