[发明专利]高温部件

说明书

本发明涉及一种由难熔金属或难熔金属合金制成的高温部件(1)，其具有用于增加热发射率的涂层(3)。涂层(3)基本上由钨和铼组成，即由至少55wt.％的铼和至少10wt.％的钨组成，并且具有至少35wt.％的Re₃W相。

技术领域

本发明涉及由具有权利要求1的前序部分特征的难熔金属或难熔金属合金组成的高温部件，以及生产高温部件的方法。

背景技术

在高温应用中使用的许多部件中，例如用于物理或化学气相沉积的加热导体、气体放电灯的电极或用于旋转X射线阳极，部件中产生的热通过热辐射发射到环境中。此处发射的能量与辐射表面的热发射率成比例。该值表示物体相对于理想黑体发射的辐射量。表面的热发射率越高，物体可以通过该表面发射的热辐射输出就越多。

这同样适用于对热辐射输出的吸收：由于物体的发射率和吸收率是成比例的，因此具有高热发射率的物体同样比具有较低热发射率的物体吸收更多的辐射输出。

对于通过辐射进行热传递的技术表面，其目的是实现尽可能高的热发射率。由于提高了辐射能力，相同的辐射输出可以在较低的部件温度下发射。为了实现给定的辐射输出，具有高热发射率的部件可以因此在比具有低热发射率的相应部件更低的操作温度下进行操作。较低的部件温度通常对部件的使用寿命和工艺稳定性有积极影响。

现有技术中已知用于实现更高热发射率的各种方法，一种已知的方法旨在增加发射区域的微观表面。

这种方法的一个例子是WO2014023414(A1)，其描述了一种加热导体，该加热导体具有通过浆料工艺施加的由钨制成的多孔烧结涂层。由钨组成的多孔烧结涂层可以在1700-2500nm的波长范围内将热发射率提高至大约0.34；相比之下，在该波长范围内，室温下光滑钨表面的热发射率大约为0.16。

EP1019948(B1)描述了一种高压气体放电灯的阳极，其设置有具有树状结构的金属涂层。树状结构的针状微晶也增加了阳极的表面积。其应该可以实现高达0.8的热发射率。然而，树状结构非常复杂，生产成本昂贵。

具有较低微米范围结构的上述涂层方法的普遍缺点是涂层随着使用寿命的增加而退化。特别是在操作温度1500℃时，由于烧结工艺，表面积会稳步减少，并伴随着热发射率的降低。以几百μm的尺度例如通过激光结构化表面从而可避免烧结工艺是非常昂贵的。

除了表面的几何优化外，正在进一步开发合适的涂层材料以提高热发射率。

WO2018204943(A2)描述了一种由难熔金属组成的高温部件，其具有涂层，该涂层包含氮化钽和/或氮化锆以及钨含量为0至98wt.％(重量百分比)的钨。其应该可以实现高达0.8的热发射率。

DE102009021235(B4)公开了一种用于放电灯的电极，其具有涂层，其中钨颗粒嵌入陶瓷基质层中。

上述两种涂层的共同点是，它们不适用于承受高热应力的部件，例如加热导体，其用于涂层系统、特别是金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统，并且在操作过程中暴露于2000℃的温度。

US2002/0079842(A1)描述了一种用于高压气体放电灯的电极，其涂覆有铼。与钨相比，铼具有更高的热发射率，但它非常昂贵。出于成本原因，可以将钨添加到铼中。与纯铼相比，由于添加钨，所得混合物的热发射率降低。

发明内容

本发明的目的是进一步开发高温部件并提供生产高温部件的方法。该高温部件应具有高热发射率的特点，并适用于2000℃左右或以上的操作温度。

该目的通过具有权利要求1特征的高温部件以及具有权利要求10特征的方法实现。从属权利要求中具体说明了优选实施例。