[发明专利]一种在金属钽表面制备氧化膜的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种在金属钽表面制备氧化膜的方法及其应用，所述方法包括以下步骤：步骤1，对金属钽基体进行抛光前处理；步骤2，把气氛炉1温度升至第一氧化温度T1，通入氧气，氧气压力保持正压，将金属钽基体置于气氛炉内，关闭气氛炉炉门，当炉内温度恒定时，开始计时，当时间达到第一氧化时间t1时，完成第一步氧化；步骤3，把气氛炉内温度升至第二氧化温度T2，当温度到达预设温度时，开始计时，当时间达到第二氧化时间t2后，关闭炉体加热，随炉冷却至100℃后，关闭氧气，取出试样，自然冷却至室温，完成氧化处理。该方法可有效提高金属钽在液态金属熔炼过程中的耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，特别是涉及一种在金属钽表面制备氧化膜的方法，可有效提高金属钽在液态金属熔炼过程中的耐腐蚀性，提高材料的使用寿命，降低材料对熔炼金属的二次污染。

背景技术

采用真空炉冶炼金属时，因熔融蒸发状态下金属化学性质非常活泼，几乎能与大多数材料发生反应，因此要求熔炼的容器材料具有良好的高温化学稳定性、耐高温和抗热震性能等。

在金属钽表面制备一层氧化膜，是为了提高金属钽耐液态金属的腐蚀性，因此所形成的氧化膜必须均匀致密无明显剥离，而且要达到一定的厚度。目前常用的阳极氧化法易于在一些简单形状表面成膜，对于大型的复杂构件成膜不均匀。而直接氧化法存在的主要问题是成膜不致密，氧化膜非常容易产生开裂剥离的现象。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的利用阳极氧化法在金属钽表面成膜不均匀、不致密，氧化膜易开裂的问题，而提供一种在金属钽表面制备氧化膜的方法，可使得金属钽基体得到有效的保护，进而提高金属钽在液态金属熔炼过程中的耐腐蚀性，提高材料的使用寿命，降低材料对熔炼金属的二次污染。

本发明的另一个目的是提供该方法在提高金属钽基体耐腐蚀性中的应用，所述氧化膜的厚度可达10-20微米。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种在金属钽表面制备氧化膜的方法，包括以下步骤：

步骤1，对金属钽基体进行抛光前处理；

步骤2，把气氛炉1温度由5-10℃/min的升温速度升至第一氧化温度T1，通入氧气，氧气压力保持正压(0.2-0.4MPa，优选为0.3MPa)，将金属钽基体置于气氛炉内，当时间达到第一氧化时间t1时，完成第一步氧化；

步骤3，把气氛炉内温度由5-10℃/min的升温速度升至第二氧化温度T2，当温度到达预设温度时，开始计时，当时间达到第二氧化时间t2后，关闭炉体加热，随炉冷却至100℃后，关闭氧气，取出试样，自然冷却至室温，完成氧化处理。

在上述技术方案中，所述步骤1中的抛光前处理为用60～240号砂纸进行磨光、抛光和研磨处理。

在上述技术方案中，所述金属钽基体为不规则形状基体。

在上述技术方案中，所述金属钽基体为钽坩埚。

在上述技术方案中，所述步骤2中将所述金属钽基体置于所述气氛炉内的底座支架上。

在上述技术方案中，所述步骤2中的第一氧化温度T1为200～400℃，第一氧化时间t1为30min～1h。

在上述技术方案中，所述步骤3中的第二氧化温度T2为400～600℃，第二氧化时间t2为30min～1h。

在上述技术方案中，所述步骤3中的第二氧化温度T2比述步骤2中的第一氧化温度T1高200～400℃。

在上述技术方案中，所述步骤2中的氧气压力为0.2-0.4MPa。

本发明的另一方面，还包括所述方法在提高所述金属钽基体耐腐蚀性中的应用。