[发明专利]用于制造或再加工溅射靶和X－射线阳极的涂覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及在溅射靶或X-射线阳极上施加层的方法，所述层仅含有少量的气体杂质如氧气。

背景技术

在表面上施加难熔金属层会产生许多问题。

在熟悉的方法中，金属通常完全或部分熔化，结果金属易于氧化或吸收其它气体杂质。因此，必须在惰性气体或真空中进行常规的方法如堆焊和等离子喷涂。

在这种情况下，需要较高的设备开销，并且构件的尺寸是受限制的，其中气体杂质的含量仍然不能令人满意。

引入大量的输送到要涂覆的物体上的热会使得变形的可能性非常大，导致这些方法不能用在复杂构件的情况(通常还包括在低温下熔融的部件)中。具体地说，这些构件是所谓的溅射靶，即，用在金属的阴极溅射中的金属源。因此，复杂构件必须在加工之前拆卸，结果导致实践中所述加工不经济，并且只能进行构件材料的再利用(废弃)。

在真空等离子喷涂中，源自使用的电极的钨和铜杂质会引入层中，结果导致了不利的情况。例如，如果钽或铌层用于防腐，则这些杂质会通过形成所谓的微原电池降低涂层的保护作用。在溅射靶的情况下，这一污染会导致部件变得不能用。

并且，这些方法是熔融冶金方法，总是包含其固有的缺点，如单向颗粒生长。这具体发生在激光加工中，其中，合适的粉末施加在表面上并且通过激光束熔化。另一个问题是多孔性，这具体可在这样的情况下观察到：金属粉末先施加，接着用热源熔化。在WO 02/064287中已试图仅通过用能量束如激光束表面熔化和烧结粉末颗粒来解决这些问题。但是，结果并不总是令人满意的，较高的设备开销是必需的，且一些相关的问题确实解决了，但是无论如何在复杂构件中引入高热量的问题仍然存在。

WO-A-03/106,051公开了用于低压冷喷涂的方法和设备。在该方法中，将粉末颗粒涂料在基本上室温下，于气体中喷涂在工件上。该方法在低于大气压的低压环境中进行，以加速喷涂的粉末颗粒。使用该方法，粉末涂层形成在工件上。

EP-A-1,382,720公开了用于低压冷喷涂的另一种方法和设备。在该方法中，将要涂覆的靶和冷喷枪置于低于80kPa压力的真空室内。使用该方法，用粉末涂覆工件。

发明内容

鉴于现有技术，本发明的目的是提供新颖的用于溅射靶或X-射线阳极的再利用方法，其中不需要材料的再利用或者靶的拆卸，该方法的区别在于引入的热量低，设备的开销少，对于各种载体材料和溅射材料或X-射线阳极材料具有广泛的应用性，其中，要施加的金属在加工过程中不熔化或表面熔化。

通过权利要求1的方法将所需的难熔金属施加到所需的表面上来达到本发明的目的。

与常规的热喷涂(火焰、等离子体、高速火焰、电弧、真空等离子体、低压等离子体喷涂)和堆焊(deposit welding)方法不同，没有由涂覆设备中产生的热能导致的涂覆材料的表面熔化或熔化的方法通常适用于本发明。在本文中，要避免与火焰或热燃烧气体接触，因为它们具有氧化粉末颗粒的作用，会使得所得层中的氧气含量升高。

这些方法，例如冷气体喷涂、冷喷涂方法、冷气体动力学喷涂、动力学喷涂是本领域技术人员已知的，并且描述在例如EP-A-484533中。根据本发明，描述在专利DE-A-10253794中的方法同样适用。所谓的冷喷涂方法或动力学喷涂方法尤其适用于本发明；描述在特意引用的EP-A-484533中的冷喷涂方法特别适用。

用于将涂料施加在溅射靶或X-射线阳极的表面上的有利的方法是这样的方法，其中，气流与选自铌、钽、钨、钼、钛、锆、它们中的至少两种的混合物、以及它们中的至少两种的合金或它们相互之间或与其它金属的合金的粉末材料形成气体/粉末混合物，所述粉末的粒度为0.5-150μm，其中，将超音速赋予所述气流，形成确保所述气体/粉末混合物中的粉末速度为300-2000m/s(较好300-1200m/s)的超音速喷射口，并将该喷射口导向物体的表面。

在所述物体的表面上，碰撞的金属粉末颗粒形成层，并且所述颗粒严重变形。所述粉末颗粒以确保颗粒的流量密度为0.01-200g/s cm²，较佳的是0.01-100g/s cm²，非常好的是0.01-20g/s cm²，或者最好是0.05-17g/s cm²的量有利地存在于喷射口中。

所述流量密度由式F＝m/(π/4*D²)计算，式中F＝流量密度，D＝喷嘴截面，m＝粉末输送速率。例如70g/分钟＝1.1667g/s的粉末输送速率是粉末输送速率的一般例子。