钽表面的甲烷等离子渗碳改性技术研究

摘要

为了增强钽表面的高温抗氧化、抗腐蚀性能,使用基于空心阴极效应的离子渗碳法,以氩气和甲烷作为渗碳气体对钽片表面进行渗碳实验,利用X射线衍射、扫描电镜、俄歇电子能谱分别对改性层进行成分、形貌及元素化学状态等分析。实验结果表明,在渗碳温度1300℃,渗碳时间20 min的条件下可以得到由Ta C与Ta2C两相组成、厚度约为6μm的渗碳层,其中表层Ta C厚度约为3.5μm,过渡层中碳含量呈梯度分布。渗碳后样品改性层表面变得致密并消除了基体的孔洞缺陷。碳与钽的俄歇峰位变化说明渗碳过程中碳元素进入了样品表面并与钽结合,渗碳过程中表层组分逐渐由金属钽向Ta C转变。