化學(xué)氣相沉積鎢尾氣再利用與無害化處理的研究.pdf

1、難熔金屬鎢因具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，膨脹系數(shù)低、高溫強(qiáng)度高、低蒸氣壓以及耐磨、耐腐蝕等特性而在冶金、電子、航空、航天工業(yè)、核工業(yè)以及化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于難熔金屬熔點(diǎn)高、硬度大，一般難以采用鑄、鍛工藝加工成型。通常所用的粉末冶金方法受到工藝方法限制，無法制備薄壁、復(fù)雜形狀和大尺寸制品，并且粉末冶金法所得制品組織不致密。因此，采用化學(xué)氣相沉積方法制備異型難熔金屬鎢異型制品，便成為一種最佳選擇和獨(dú)具特色的技術(shù)。 論文

2、對(duì)使用不同工藝條件下化學(xué)氣相沉積生成尾氣進(jìn)行二次沉積的沉積工藝、沉積膜層成分、組織、結(jié)構(gòu)、表面形貌、膜層生長(zhǎng)速率、原料氣體WF6利用率進(jìn)行研究與分析。 化學(xué)氣相沉積尾氣直接用于再次沉積，當(dāng)沉積溫度低于600℃時(shí)，二次沉積鎢沉積層組織與一次沉積鎢沉積層組織基本相同，均為排列整齊的柱狀晶組織。隨沉積溫度升高，沉積層顯微組織晶粒粗化，沉積層表面形貌凹凸不平。當(dāng)沉積溫度高于700℃后，沉積層組織及表面形貌發(fā)生明顯變化，其主要表現(xiàn)為表面

3、形貌趨于平整，但與基體結(jié)合性變差。沉積層結(jié)構(gòu)及隨沉積溫度變化規(guī)律與一次沉積層相同；不同沉積工藝條件下獲得的沉積層均具有與一次沉積沉積層相同的高純度；沉積膜層的硬度略有下降；尾氣二次沉積膜層生長(zhǎng)速率明顯低于一次沉積，在沉積尾氣中補(bǔ)充適量H2可使二次沉積膜層生長(zhǎng)速率增加，但工藝穩(wěn)定性變差。一次沉積工藝溫度高于700℃，其尾氣直接用于二次沉積的價(jià)值不大。采用一次沉積的尾氣進(jìn)行二次沉積，可以使WF6氣體總利用率提高。不補(bǔ)充H2條件下，反應(yīng)氣體最

4、高利用率可從65％左右提高至75％左右。補(bǔ)充適量H2條件下，反應(yīng)氣體最高利用率可從75％左右進(jìn)一步提高至90％以上。 采用低溫冷卻收集后在18℃水浴中恒溫，可回收分離WF6。冷凍溫度、氣體流速、氣體中H2氣含量相關(guān)對(duì)冷凝效率的影響顯著。隨冷凍溫度降低、氣體流速下降、氣體中H2氣含量降低，冷凍回收效果增加。Al2O3、NaF均可用于吸收沉積尾氣中HF對(duì)WF6提純，吸收效率均可以達(dá)到90％左右，并且具有吸收反應(yīng)速度較快特點(diǎn)。與AL

5、2O3吸收HF方法相比，采用NaF吸收HF，其吸收產(chǎn)物NaHF2可用于進(jìn)一步用于電解制氟，同時(shí)NaF可與反應(yīng)氣體中包含雜質(zhì)SiF4反應(yīng)生成不揮發(fā)性物質(zhì)NaSiF6，除去產(chǎn)品中的雜質(zhì)?；瘜W(xué)氣相沉積鎢工藝生成尾氣經(jīng)NaF分離HF處理和AL2O3分離處理HF后用于進(jìn)一步沉積，所獲得沉積層組織、成分、表面形貌及表面粗糙度均與一次沉積實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相同。膜層生長(zhǎng)速率與相同條件下沉積過程相比略有下降，反應(yīng)氣體利用率與一次沉積過程相當(dāng)。對(duì)于兩次沉積溫度