Coating the inside surfaces of hollow sections with a tantalum layer for corrosion protection
Description
The coating of variouly shaped hollow sections such as tubing, valve chambers and nozzles with a nonporous tantalum layer for corrosion protection using the CVD-technique is described with reference to the example of the tubing system of a Siemens type 101 high-pressure liquid chromatograph. For this study, sections from V4A steel were chosen. Since the adhesion of CVD castings to steel depends on the deposition parameters, the optimum conditions were experimentally determined. Thus the deposition rate is seen to increase until a TaCl5 sublimation temperature of about 950C is reached. A volumetric hydrogen flow of 1 l/min at a sublimation temperature of 900C was found to be the optimum. Increasing the reaction (reduction) temperature (from 900 up to 1,1000C) led to a progressive increase in the deposition rate, but caused increasing outdiffusion of Fe, Ni, and Cr from the substrate into the tantalum layer and undesired formation of intermetallic compounds. In order to avoid the appearance of such intermediate layers which may decrease the adhesion of the tantalum coating, a deposition temperature not higher than 1,0000C should be used. Metallographic and corrosion-protection tests showed that the tantalum layers obtained by CVD-technique are of uniform thickness and resist corrosion. (IHOE)
Abstract (German)
Die Korrosionsschutzbeschichtung unterschiedlich geformter Hohlbauteile wie Rohre, Ventilkammern und Duesen mit einer nichtporoesen Tantalschicht nach dem CVD-Verfahren wird am Beispiel des Rohrleitungssystems eines Siemens-101-Hochdruck-Fluessigchromatographen beschrieben. Fuer die Untersuchung wurden V4A-Stahlprofile verwendet. Da die Haftung der CVD-Beschichtung auf Stahl von den Abscheidungsparametern abhaengig ist, wurden die optimalen Bedingungen dafuer experimentell ermittelt. Dabei zeigte sich, dass die Abscheidungsgeschwindigkeit bis zu einer TaCl5-Sublimationstemperatur von ca. 950C ansteigt. Optimal ist ein Wasserstoff-Volumendurchsatz von 1 l/min bei einer Sublimationstemperatur von 900C. Erhoeht man die Reaktions(Reduktions-)temperatur von 900 auf 1.0000C, so zeigt sich ein progressiver Anstieg der Abscheidungsgeschwindigkeit; gleichzeitig war jedoch ein verstaerktes Ausdiffundieren von Fe, Ni und Cr vom Substrat in die Tantalschicht und eine unerwuenschte Bildung intermetallischer Verbindungen zu beobachten. Zur Vermeidung solcher Zwischenschichten, die die Haftung der Tantalbeschichtung verringern, sollte die Abscheidungstemperatur 1.0000C nicht uebersteigen. Metallographische und Korrosionsschutzpruefungen zeigten, dass die durch das CVD-Verfahren hergestellte Tantalschicht von einheitlicher Dicke und guter Korrosionsbestaendigkeit ist. (IHOE)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Siemens Forsch.- Entwicklungsber.
- Journal Volume
- 6
- Journal Issue
- 4
- Series
- Siemens Forsch.- Entwicklungsber.
- Journal Page Range
- 232-235
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 9367213
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE; S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Descriptors DEI
- CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; CORROSION PROTECTION; FLOW RATE; HYDROGEN; OPTIMIZATION; REDUCTION; SUBLIMATION; SURFACE COATING; TANTALUM; TANTALUM CHLORIDES; TEMPERATURE DEPENDENCE; VAPOR DEPOSITED COATINGS
- Descriptors DEC
- CHEMICAL COATING; CHEMICAL REACTIONS; CHLORIDES; CHLORINE COMPOUNDS; COATINGS; DEPOSITION; ELEMENTS; EVAPORATION; HALIDES; HALOGEN COMPOUNDS; METALS; NONMETALS; PHASE TRANSFORMATIONS; TANTALUM COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENTS
Optional Information
- Notes
- 7 figs.; 7 refs.