Осаждение алюминия в вакууме

Осаждение алюминия в вакууме на сталь при температуре конденсации выше 460° С может быть использовано для получения диффузионных алюминиевых покрытий непосредственно в процессе нанесения. Такое покрытие отличается от обычных диффузионных покрытий высокой степенью чистоты (из-за отсутствия флюсов и возможности окисления) и однородности диффузионного слоя. В отличие от алитирования можно получать тонкие диффузионные покрытия, причем толщина покрытия легко поддается регулировке. Толщина покрытия 0,5 мкм; поверхность стали полирована. Диффузионные алюминиевые покрытия рекомендуются для защиты стали от высокотемпературной газовой коррозии, а также для получения черненой стали, используемой при изготовлении анодов электронных ламп.

Адгезия. Чтобы получить прочное сцепление алюминиевого покрытия со сталью, достаточно лишь осаждать алюминий на нагретую в вакууме стальную поверхность, предварительно обезжиренную и протравленную. Примерно по такому же принципу, но с другими материалами, работает вакуумная упаковочная машина. Минимальная температура нагрева зависит от природы и состояния защищаемой поверхности. Авторы работы установили, что если температура конденсации алюминия на сталь выше 320° С (но не превышает 450° С), то не требуется никакой специальной обработки поверхности. Исследования, проведенные в нашей лаборатории со сталями различных марок, привели к аналогичному выводу. Существенным условием получения прочного сцепления алюминия со сталью является то, что в момент нанесения первых слоев покрытия температура стали должна быть не меньше некоторого значения (чаще всего 200° С). Если во время конденсации алюминия прекратить нагрев стали и ее температура станет меньше 200° С, то это практически не повлияет на адгезию покрытия.

С другой стороны, если в начале нанесения покрытия температура стали меньше той, которая обеспечивает хорошую адгезию (покрытие не отслаивается при многократном изгибе вплоть до излома стали), а в процессе конденсации быстро повышается и становится даже больше этой величины, адгезия все равно оказывается неудовлетворительной. Так, в опытах по осаждению алюминия на сталь 08кп адгезия была неудовлетворительной, если перед осаждением алюминия температура стали составляла 150° С, а через несколько секунд после начала конденсации повышалась до 200—250° С.