Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Массовая доля хрома в отдельных плавках партии не должна отличаться более чем на 0,4 %. Атомная масса . Изотопы: природного рения !86,2! Стабильный !85 (37,07 % ), слаборадиоак- тивный 187 (62,93%; Ты,=!Оа лег) 184, !86, 188 и др. 0,1373 Гексагональная платно- упакованная искусственные радиоактивные Атомный радиус г«о нм . Тнп кристаллической решетки . Постоянные решетки, нм а . с Энергия плавления, Дж моль Энергия сублимации, Т(ж моль Временное сопротивление разрыву а„ ГПа; 0,2758 0,4454 33 773 постных слоев стальных изделий посредством диффузии из внешней среды. Храм входит в состав ннхромов и других сплавов для нагревательных элементов, а также в состав нержавеющих, жарапрочных и кислатоупорных сталей.
Тонкие пленки хрома осаждают на ситаллавые, керамические или стеклянные подложки методамн вакуумной конденсации или пиролиза. В методе вакууыной конденсации хром испаряют из вольфрамовых нли молибденовых испарителей при температуре 1200... ...1300 'С; температура поддожки обычно равна 250...350 'С. При таком режиме пленки хрома обладают мелкозернистой папикрнсгаллическай структурой с достаточно воспроизводимыми и стабильными электрическими свойствами и хорошей адгезией к диэлектрическим подложкам. Из тонких пленок хрома изготовляют резисторы и адгезионные поделан для контактных площадок и токопроводящих коммуникаций в интегральных микросхемах, а также светонепроницаемые слои фатошаблонов. Исходным материалом для получения тонко.
пленочных резисторов являетсн металлический хром, ссответствующий ГОСТ 5905 — 79. В зависимости от толщины пленки и условий ее осаждения (скорость осаждения, температура подложки, давление и состав остаточных газов в камере) р н а, пленок хрома может изменяться в довольно широких пределах.
Однако, учитывая требования временной стабильности параметров, обычно для изготовления резисторов используют пленки хрома, свойства которых соответствуют приведенным в табл. 12.2. Рений — элемент Ч!! группы, подгруппы «аэ периодической системы элементов. Конфигурация внешних электронов 5бпбзт.
Рений — типичный рассеянный элемент, содержание в земной коре 10 ' %. Рений— металл светло-серого цвета. Основные физические свойства рения приведены в табл. 10.1, а также характеризуются следующими параметрами: (Равд. 12) Материалы для резисторов 1,20 2,35 отожжеиная проволока . после холодной протяжки (обжатие 15 %) Твердость по Виккерсу: атожжеиный .
деформированный . Химические свойства рения Условия и характер взаимодействия При условиях, близких к иормахьным, не реагирует; начиная с Я)0 'С окисляегся с образованием ЙеОз и ЙехОг; выше 600'С окисляется более интенсивно Не реагнруег вплоть до температуры плавления Непосредственно ие взаимодействует; нитрид ЙеХоэх получается при взаимодействии ЙеС)х н ХНз при 300...350 'С Слабо взаимодействует при температуре 17С0... ...2000 'С Рений не образует карбидов Непосредственно не взаимодействует При нагревания образует ЙеГэ и ЙеС!х Рек гент Воздух Водород Нт Азот Хэ Растворяется Не растворяется Легко растворяется при слабом нагревании Устойчив Слегка разъедается Быстро растворяется То же молибденовые концентраты.
Другой способ— электролитическое выделение его из водных растворов и термическая диссоциация галогенидов репка. Так получают порошок и тонкие покрытия. Компактный рений получают методамн порошковой металлургии илн плавкой вэлектронно-лучевыхпечах. Глубокую очистку реиня можно производить бестигельной конной плавкой в высоком вакууме. Рений занимает второе (после вольфрама) место по тугоплавкосги и второе (после иридия) место по значению модуля упругости. Пластичен в питом и рекристаллизованиом состояниях, подвержен холодной деформации. Однако проявляет аномально высокую поверхностную твердость, которая затрудняет сверлеиие, шлифовку и другую механическую обработку. Механическую обработку можно проводить карбидными резцами с низкими скоростями резания, ультразвуковым и электроискровым способами.
При горячей деформации репка на воздухе наблюдается его ломкость, связанная с образованием легкоплавкого оксида по границам зерен. Для ренин известны все валентные состояния от +7 до — 1. Наиболее характерны и устойчивы соединения семивалентного Йе. Основной источник получения рения— Следы паров НхО в вакууме или инертном газе Углерод С Бром Вг, йод,1 Фтор Г, хлор С! НгОг, концентрированная НХОз, горячая концентрированная Нх5Ог НС)., НГ Бромнвя вода Расплавы металлов: 5п, Ай, Сц, Хп А1 Ге, Х! Расплавы щелочей Рений и его сплавы применяют в производстве электроламп и электровакуумных приборов, а также в приборостроении, в самолетостроении и ракетостроении. Для измерения высоких температур в вакууме, водороде и инертных газах применяют термопары: (У вЂ” (74 %)У+26 % Йе)— до температуры 2800'С и (95%10+5%Йе]— (80%'гУ+20%Йе), обладающую линейной зависимостью терно-ЭДС от температуры в пределах 0...2500 'С.
Спаи этих ' термопар формируют дуговой сваркой в атмосфере инертного газа. Из-за того что вблизи места сварки металл становится хрупким, готавыс тсрмопары нельзя изгибать и подвергать механической нагрузке. В качестве соединительных проводов можно использовать медную проволоку, поскольку термо-ЭДС вольфраыа и сплавов вольфрама с реиием в пире с медью при температуре до 100 'С очень низка. Необходимо помнить, что эти термопары нельзя помещать в окислительную или углевода. родную среду при высоких температурах.
Б радиоэлектронике реннй применяютдля зашиты от коррозии и износа деталей нз меди, серебра, никеля, вольфрама, молибдена. Тонкие пленки рения, получаемые путем его испарения электронным лучем в высоком (р 122) Траоилаекие металлы Материал испарителя Испаряемый материал Алюминий Ванадий Висмут Германий Железо Золото Кадмий Магний Медь Никель Нихром Олово %,Та,Мо,ХЬ %, Мо Хромелгч Та, % Та, % % %, Мо Хромель, ХЬ, Та %, Та,Мо, ХЬ ХЬ, Мо, Та % % Хромель Таблица !2лй Взаимодействие испаряемых материалов с материалами исиарителей Материал испи- рителя Ай Те йй Вп Т( 81 Ое Ре Аи Сл Си Вп А! Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н С И И С Н Н Н Н И Н И Н Н С Н С И И И И % Та Мо ХЬ С С С С С И Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н вЂ” не взаимодействует; С вЂ” слабо П р и м е ч а н н е.
взаимодейпгвуег. взаимодействует; И вЂ” интенсивно вакууме, обладают достаточно высоким р и малым а . Они могут быть использованы для создания прецизионных резисторов в интегральных микросхемак. При пгжиге значение йо уменьшается на !0...20 %, а ар несколько увеличивается. В табл. !2.2 приведены параметры стабилизированных, защищенных рениевых резисторов.
Вольфрам, тантал, молибден, ниобий. Все этн металлы широко применяются для изготовления испарителей. Тантал, кроме того, широко используеття длн изготовления электролитическик конденсаторов, а также для элементов пленочных микросхем, получаемых методами катодного н нонна-плазменного распыления. Вольфрам, молибден и их сплавы применяются для изготовления термопар.
Молибден-вольфрамовые термопары можно использовать в вакууме нлн в водороде примерно до 2000 'С. Значения термо- ЭДС малы и около 600 С она меняет полярность. Вольфрам-иридиевые термопары пригодны для работы при температуре до 2100 'С в вакууме или защитной атмосфере, такой, как гелий, аргон. При высоких температурах значении терца-ЭДС высоки, а в области О...!00 'С герма-ЭДС ннчтоисна, так что не требуегси термостатирования холодных спаев. Термопары Х! — (82 с)есМо+!8% Хй) используют в восстановительной атмосфере (водород, окснд углерола) до !150 'С. О термопарах из вольфрама и сплавов вольфрама с рением говорилось выше.
Большинство материалов, пленки которых получают методом термического вакуумного испарения и конденсации, требуют нагревания испарителя до г~~ 1500 'С. Из данных табл. 12.1 видно, что при этой температуре все рассмотренные в ней материалы обладают ничтожно малой летучестью. Значительно ббльшую опасность — загрязнение конденси- руемых пленок представляет собой летучесть продуктов взаимодействия этик металлов скомпонентами остаточной атмосферы в рабочей камере вакуумной установки и продуктов нх взаимодействия с испаряемыми материалами. При повышенной температуре Та и ХЬ реагируют почти со всеми газами, за исключением инертных.
% и Мо не взаимодействуют вплоть до температуры плавления с водородом, при взаимодействии с кислородом и парами воды образуются летучие оксиды (от %От н МоОз до %Ох и МоОг). В табл. 12.4 представлены ориентировочные сведении о взаимодействии материалов нспарителей с некоторыми металлами при температуре их испарения.
Кроме рассмотренных факторов, при выборе материала испарителя лля получения тонких пленок различных веществ необходимо учитывать смачиваемосгь металла испарителя испаряемым веществом (если испарение происходит из жидкой фазы). Ниже приведены рекомендации по выбору материалов испарнтелей для получения пленок некоторых металлов и сплавов. Материалы испарителей расположены по степени их пригодности для испарения данного весцесгва. 248 Материалы для резисторов [Равд.
12[ Серсбро Сллавы МЛТ Теллур Титан Хром Пинк Та, Мо, МЬ, Ге % %, Та, Мо, 14Ь ЪЧ, Та )й, Мо )т', Та, Мо, (4Ь Примесь Содержание, К . О, 0,03 )цх 0,0! Таблица 72.5. Свойства тониих пленок тантала н ингрида тантала Вольфрамовые нспарители изготовляют из отожженной цровсаоки (бокее подробные сведения о вольфрамовой проволоке см. раздел !3), молибденовые испарители — из проволоки и фольги, танталовые и ниобиевые — из фольги. Танталовая фольга широко применяется также для изготовления электролитических конденсаторов. Фольга танталовая, предназначеннан для иэгаговления элекгролитическнх конденсаторов и других целей, производится толщиной ог 0,006гЕО,ОО! до 0,050гй0,005 мм. Содержание контролируемых примесей в танталовой фольге должно быть не более: Танталовая фольга должна поставляться в мягком (отожженном) — ФТаМ и твердом (неотожженном) — ФТаТ состояниях.
При прочих равных условиях необходимо учитывать дефицитность тантала и его высокую стоимость (он примерно вдвое дороже вольфрама) . Тонкие пленки тантала в зависимости от условий их получения могут иметь рааличную структуру и соответственно наменять в широких пределах свои свойства (р, а„ и др.). Различают две кристаллографическиемодификации тонких пленок тантала — а и 6. Пленки а-тантала, обладающие крупнозернистой поликрнсталлической структурой, могут быть получены термическим испарением с помощью электронного луча или методами катсдного и ионна-илазменного расиыления в чистом аргоне. Образованию о.-модификации способствует подогрев подложки илн подача на нее большого напряжения смещения.
Элекгрофизические свойства пленки а-тантала приведены в табл. 12.5. Из-за больших механических напряжений в пленке, недостаточно хорошей адгезии к подложкам и высокого значения а„пленки а-тантала широко не применяются для изготовления элементов микросхем. (1-тантал — это мегастабильнаи мелкозернистая модификация, характерная только для тонких пленок, полученных прн сравнительно аевысокой температуре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
