用于从金属基材去除氧化物的方法和装置制造方法及图纸

一种用于从金属基材去除氧化物的方法，包括：提供三氟化硼流；及，加热所述金属基材。本发明专利技术也涉及相应的装置。

Method and apparatus for removing oxides from a metal substrate

A method for removing oxides from a metal substrate includes providing a three boron fluoride stream; and heating the metal substrate. The invention also relates to the corresponding device.

【技术实现步骤摘要】
用于从金属基材去除氧化物的方法和装置
本专利技术涉及用于从金属基材去除氧化物的方法和装置。
技术介绍
在很多行业，都需要从金属基材去除氧化物。例如，在维修燃气轮机中机翼组件上的裂纹之前，必须要先从其表面去除氧化物。现有的从金属基材去除氧化物的方法及装置不尽如人意。因此，需要新的用于从金属基材去除氧化物的方法和装置。
技术实现思路
一方面，本专利技术的实施例涉及一种用于从金属基材去除氧化物的方法，包括：提供三氟化硼流；及，加热所述金属基材。另一方面，本专利技术的实施例涉及一种用于从金属基材去除氧化物的装置，包括：气源，其用来提供三氟化硼流；以及，加热设备，其用于加热所述金属基材。附图说明参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本专利技术的特征、方面及优点，其中：图1是本专利技术的一些实施例所涉及的用于从金属基材去除氧化物的方法的流程示意图。图2所示为例1中氟硼酸钾的重量随温度上升而变化的曲线图。图3所示为例3中基材的通孔在加热前和清洗后的光学显微图像。图4所示为例3中René-108基材的一端封闭的孔的壁分别在加热前和清洗后的扫描电子显微镜截面图。图5所示为例3中另一René-108基材的一端封闭的孔的壁分别在加热前和清洗后的扫描电子显微镜截面图。图6所示为例3中GTD-444基材的一端封闭的孔的壁分别在加热前和清洗后的扫描电子显微镜截面图。具体实施方式除非本专利技术中清楚另行定义，用到的科学和技术术语的含义为本专利技术所属
的技术人员所通常理解的含义。本专利技术中使用的“包括”、“包含”、“具有”、或“含有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。本专利技术中的近似用语用来修饰数量，表示本专利技术并不限定于所述具体数量，还包括与所述数量接近的、可接受的、不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”、“左右”等修饰一个数值，意为本专利技术不限于所述精确数值。一些实施例中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。本专利技术中的数值范围可以合并及/或互换，除非另行清楚说明，数值范围包括其所涵盖的所有数值子范围。在说明书和权利要求中，除非清楚地另外指出，所有项目的单复数不加以限制。除非上下文另外清楚地说明，术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如材料)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。本专利技术说明书中提及“一些实施例”等等，表示所述与本专利技术相关的一种特定要素(例如特征、结构和/或特点)被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能出现于其他实施例中。另外，需要理解的是，所述专利技术要素可以任何适合的方式结合。在下文中，将参照附图说明本专利技术的实施方式，将不会详细描述众所周知的步骤、功能和结构，以避免因不必要的细节而使本专利技术显得令人费解。图1是本专利技术的一些实施例所涉及的用于从金属基材去除氧化物的方法的流程示意图。所述方法1包括：2.提供三氟化硼流；及，3.加热所述金属基材。所述金属基材可以包括任何类型的金属材料。所述金属基材可以由金属或者合金组成，但也可以含有非金属成分。所述金属基材可以包括铁、钴、镍、铝、铬、钛或者它们的任意组合。一些实施例中，所述金属基材可包括不锈钢。一些实施例中，所述金属基材包括超合金，该超合金含量最高的元素为基本元素。基本元素的示例包括镍、钴或铁。换句话说，所述超合金可包括镍基、钴基或铁基超合金。一些实施例中，镍基超合金包括至少百分之四十重量百分比的镍以及钴、铬、铝、钨、钼、钛和铁中的至少一种。一些镍基超合金的例子可用其商用名称代指，例如和GTD。所述镍基超合金可具有各向等大、定向凝固的单晶。一些实施例中，所述超合金可包含GTD-111、GTD-222、GTD-444、或者一些实施例中，所述超合金包括不超过百分之十重量百分比的铬。一些实施例中，所述钴基超合金包括至少百分之三十重量百分比的钴以及镍、铬、铝、钨、钼、钛和铁中的至少一种。一些钴基超合金的例子可用其商用名称代指，例如和一些实施例中，所述金属基材包括燃气轮机中机翼组件。所述氧化物可包含金属基材上的任何氧化物。一些实施例中，所述氧化物包括金属氧化物的混合物，例如，氧化铝和氧化铬的混合物。一些实施例中，使用传统方法/装置很难清理掉所述氧化物。一些实施例中，所述氧化物位于所述金属基材的表面上。一些实施例中，所述氧化物位于包括如燃气轮机中机翼组件等的金属基材的裂缝中。一些实施例中，所述氧化物位于所述金属基材的各种孔中。三氟化硼可以从任何气源以任何方式来提供。一些实施例中，所述气源可与所述氧化物分离放置。一些实施例中，所述三氟化硼流由三氟化硼前驱体当场产生。所述三氟化硼前驱体可以与所述氧化物分离放置。所述气源可包括三氟化硼前驱体。所述气源可包括从所述三氟化硼前驱体提供三氟化硼流的任意设备。一些实施例中，所述气源包括盛所述三氟化硼前驱体的容器。一些实施例中，所述三氟化硼前驱体施加到所述金属基材上，但不与所述氧化物接触。所述前驱体可包含任意可以提供三氟化硼的材料、组成或组合。一些实施例中，所述前驱体包括氟硼酸钾、氟硼酸钠、或其任意组合。一些实施例中，所述三氟化硼流从存储/传输三氟化硼的气体存储/传输设备提供，例如气体容器/气体传输管道。相应的，所述气源可包括气体存储设备及/或气体传输设备。所述三氟化硼流可以和惰性气体和/或还原性气体一起提供，例如氩气、氮气和氢气。所述三氟化硼流可以被提供到所述金属基材所在的真空环境中。在含有三氟化硼的环境中，用加热设备加热所述金属基材一段时间。所述加热设备可包括任何能提高所述金属基材温度的设备，例如炉子、窑、烤箱、火炬、或其任意组合。加热的温度和时间可随具体金属基材和氧化物的不同而改变。一些实施例中，所述温度为氧化物与三氟化硼发生反应的温度或温度范围。一些实施例中，所述温度在750℃至1150℃的范围。一些实施例中，所述时间为氧化物与三氟化硼发生反应的期间。一些实施例中，所述时间为数小时。一些实施例中，在一个温度范围加热处理后，仍然有剩余的金属氧化物，可以在有三氟化硼的环境在其它温度范围继续加热所述金属基材或用其它方式去除所述金属基材上剩余的氧化物。在加热处理后，可用酸和/或超声波清洗所述金属基材从而使其处理后的表面露出来。所述酸可包含盐酸、氟硅酸、磷酸、或其任意组合。实验示例以下实验示例可以为本领域技术人员实施本专利技术提供参考。这些例子并不限制权利要求的范围。例1约9.37毫克氟硼酸钾置于铂坩埚中，放入热重分析炉。三个排气循环后提供约200毫升每分钟的持续氩气流以在所述热重分析炉内营造氩气惰性气氛。炉里的温度从室温上升到约950℃。图2所示为氟硼酸钾的重量随温度上升的变化曲线图。可以看出，氟硼酸钾的重量在500℃至773℃的温度范围显著下降。在约500℃之前和773℃左右之后，氟硼酸钾重量减轻的速度很慢。这表明氟硼酸钾在500℃至773℃的温度范围分解了。在约773℃时测量得到的重量减少为约53.9％，这个数值与通过反应式KBF4→KF+BF3计算得到的理论值，约54.9％，对应。这表明三氟化硼在前述反应式所示的氟硼酸钾的分解中形成了。热重分析炉排出的气体用15毫升的0.1摩尔每升的氢氧化钠溶液吸收，以用电感耦合等离子体原子发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从金属基材去除氧化物的方法，包括：提供三氟化硼流；及，加热所述金属基材。

【技术特征摘要】
1.一种用于从金属基材去除氧化物的方法，包括：提供三氟化硼流；及，加热所述金属基材。2.如权利要求1所述的方法，其中，提供三氟化硼流包括从与所述氧化物分离放置的三氟化硼前驱体提供三氟化硼流。3.如权利要求1所述的方法，其中，提供三氟化硼流包括从气体存储及/或传输设备提供三氟化硼流。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述加热在750℃到1150℃的温度范围。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述金属基材包含超合金。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佑浩，张利明，武颖娜，劳伦斯·J·维姆日，周宏，朱慧，林川，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US