Файл: Кристаллизация тугоплавких металлов из газовой фазы..pdf

анализ вольфрамовых поверхностей показал, что при травлении возникает большое число участков, ориентированных в направ­ лении [110]. Результаты этих исследований приведены в табл. 5.25.

Таким образом, хотя химическое травление и приводит к не­ которому увеличению работы выхода, эффект практически ни­

тических целей предсказания времени жизни эмиттеров и др. Однако целесообразность применения этой функции для харак­ теристики результатов термообработки пока не доказана.

В работах [369, 370] были изучены три типа обработки по­ верхности вольфрамовых эмиттеров, полученных вдородным восстановлением его гексафторида и гексахлорида: 1) терми­ ческое травление в вакууме 10~7—ІО-8 мм рт. ст. при темпера­

представлены в табл. 5.26. Из приведенных данных следует, что термическая обработка не влияет на работы выхода эмиттеров.

Химическое и электрохимическое травление фторидных

электрон-вольта, однако последующая термообработка при

Последующая термообработка может как несколько увеличить,

239

мин

так и уменьшить работу выхода (см. табл. 5.26). Таким обра­ зом, результаты, полученные различными исследователями, по­ казывают, что химическая и электрохимическая обработка по­ верхности эмиттеров не является эффективным средством уве­ личения работы выхода при рабочей температуре преобразова­

1800° С, необходимы дальнейшие исследования. Наилучшим спо­ собом для стабилизации катодных поверхностей, работающих при 1800° С, и воспроизводимости эмиссионных характеристик (370) является термообработка в вакууме при 2400° С.

Дальнейшее развитие работ по улучшению эмиссионных ха­ рактеристик катода, вероятно, должно происходить в направ­ лении изучения условий осаждения, при которых получаются поверхности WF5 и \ѴС15 с текстурой [110] высокой степени со­ вершенства.

240

Глав а 6

ПОЛУЧЕНИЕ СПЛАВОВ

ПОЛУЧЕНИЕ СПЛАВОВ ПРИ РАЗЛОЖЕНИИ КАРБОНИЛОВ И ПРИ ВОДОРОДНОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ ХЛОРИДОВ МЕТАЛЛОВ

На возможность получения молибден-вольфрамовых спла­ вов методом осаждения из газовой фазы указывал еще Лендер в 1947 г. [304]. Он получал сплавы Мо—W путем совместного осаждения молибдена и вольфрама из карбонилов этих метал­ лов. Подача паров карбонилов осуществлялась из одного испа­ рителя, в который помещалась смесь карбонилов. Лендер полу­ чил сплав молибдена с 18—19 ат. % W. По его данным, сплав имел очень низкое содержание углерода, но твердость его была

тугоплавких металлов путем совместного водородного восста­ новления их хлоридов. Этим способом были получены сплавы Мо—W, Мо—Nb, W—Nb. Описание установок для получения сплавов приведено в гл. 3. Хлориды металлов предварительно очищали от примесей двойной дистилляцией в вакууме. Очист­ ка водорода производилась пропусканием его вначале над по­ верхностью нагретой медной стружки, а затем через ловушку с жидким азотом. Схемы очистки водорода рассмотрены также в гл. 3. Осаждение сплавов проводили на молибденовую подлож­ ку, нагреваемую прямым пропусканием электрического тока до температуры 800—1500° С и при давлении 10—20 мм рт. ст. в системе. Температура испарителей хлоридов молибдена, воль­ фрама и ниобия изменялась от 130 до 200° С.

Были исследованы зависимости скорости осаждения и кон­ центрации сплавов, их плотности, микротвердости и характера поверхности от различных параметров (температуры, давления пара и т. д.).

Установлено, что на скорость роста слоев сплавов значи­ тельное влияние оказывает температура подложки. На кривой температурной зависимости скорости осаждения (рис. 6.1) су­ ществует максимум, положение которого различно для разных сплавов. Так, например, у сплавов Мо—W максимальная ско­ рость осаждения 1,2 мкм/мин наблюдается при 1100° С, у спла­ вов Mo—Nb — 2,25 мкм/мин при 1200° С, у сплавов W—N b— 2,5 мкм/мин при 1300° С. Дальнейшее увеличение температуры поверхности осаждения приводит к уменьшению скорости роста

241

осадка вследствие развития гомогенной реакции (см. гл. 4 и 5). Изменение в определенных пределах соотношения парциаль­ ных давлений соединений компонентов сплава при постоянном общем давлении практически не отражается на скорости роста

*1,5

это подтверждает совпадение данных химического, рентгено­ структурного и локального спектрального анализов. На состав сплавов температура подложки влияет слабо. В сплавах Мо—W это влияние вообще не наблюдается, а состав сплавов Мо—Nb

иW—Nb зависит от температуры подложки в том случае, если она ниже 800° С или выше 1400° С.

Основное влияние на состав сплавов оказывает соотноше­ ние парциальных давлений хлоридов металлов.

Исследования зависимости состава сплавов Мо—W, Мо—Nb

иW—Nb от соотношения концентраций хлоридов металлов (при температуре подложки 1100° С) показали возможность по­

лучения этих сплавов любого состава путем изменения темпе­ ратуры испарителя хлоридов.

242