金属钨具有非常高的熔点、沸点，极高的强度、硬度，以及很小的电子逸出功及很好的化学稳定性。但是钨储量稀少，价格昂贵，而且加工困难，直接用于制造较大型部件成本较高。因此，近百年来人们尝试采用各种方法在基体材料表面制备纯金属钨镀层，这样既能充分利用钨的优异的机械、化学及电性能，又能极大地降低制造成本。基体材料表面镀覆金属钨涂层后可广泛用作耐磨、耐蚀和热屏蔽材料，如固体火箭发动机喷管喉衬材料、药型罩材料、各种武器表面涂层、X射线机中的靶材、微电子器件中的探针和触头以及汽车发动机的传感器等。尤其是近年来在国际热核聚变堆0TER,internationalthermo-nuclear experimental reactor)中用于面向等离子体第一壁涂层材料已引起了世界范围内的关注和重视。到目前为止，制备金属钨涂层研究较多也较成熟的技术包括等离子喷涂、气相沉积、熔盐电镀等。本文重点讨论这几种制备方法的技术特点和研究现状，并对金属钨涂层的制备技术进行展望。
摘要：金属钨属于难熔金属，具有高的强度和硬度，同时具有良好的化学稳定性，不易受到腐蚀，但其昂贵的价格及难加工特性限制了其应用，因此，用金属钨作为涂层材料来改善基体材料的性能，引起了众多研究者的关注。该文综述纯金属钨涂层的几种重要制各方法，包括：熔盐电镀法，等离子喷涂法，爆炸喷涂法，气相沉积法等。等离子喷涂是钨涂层制备中最为成熟的1种方法，基体材料不受限制，涂层厚度容易控制。熔盐电镀法能够通过电化学反应从化合物中一步获得厚度均匀的金属钨涂层，并且可避免引入氧和碳等杂质。化学气相沉积法获得的钨涂层致密度高；物理气相沉积法可以在任意基材上获得钨涂层。同时介绍这些方法各自的技术特点和目前的研究现状，并对金属钨涂层的制备方法进行展望。
关键词：等离子喷涂；钨涂层；电镀；喷涂；气相沉积；制备
1化学镀与电镀
1．1化学镀
化学镀(Electrolessplating)也称无电解镀，是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的1种镀覆方法。最早发现并使用这项技术是在1944年．美国国家标准局的ABrenner和GRiddell发现并弄清了沉积非热喷涂粉末状镍层的催化特性，使化学镀技术的工业应用成为可能。就化学镀来说，由于要在水溶液中进行，而难熔金属的沉积电位比氢离子的沉积电位更负，氢在电极上大量析出，所以难熔金属(钨、钼、锆等)除铬以外都很难从水溶液中沉积出来，因此．很难实现化学镀覆纯金属钨。但研究表明可通过化学镀工艺将钨与铁族金属以多元合金的形式镀覆到基体上。如钨与镍可共沉积出Ni-W合金，在合适的镍钨台金沉积液组成和合适的沉淀条件下还可以沉积出Ni—W-P(B)合金镀层。
1.2熔盐电镀
熔盐电镀法是制各金属钨镀层较有效的方法。早在100多年前人们就开始尝试电镀钨，通过实践发现自水溶液和有机溶剂中只能得到钨青铜或铁族金属的钨合金，只有在熔盐体系中才可以电沉积出纯金属钨。由于熔盐电镀要在较高温度下进行，电镀的同时也是沉积金属和基体金属相互固态扩散的过程，互扩散层的形成使得沉积层与基体间的结合更加牢固。目前熔盐电镀钨涂层的研究己取得一定的成果。1956年DAVIES等首次报道从熔融的硼酸盐一钨酸盐中电沉积出钨，随后SENDEROFF等㈣在熔融的氟化物中得到了致密的钨镀层。根据所采用的熔盐电解质的不同，马瑞新等“”归纳出三大熔盐体系：卤化物体系、氧化物体系和氧一卤混合物体系。目前国外研究较多的是基于卤化物体系的熔盐电沉积。如KOJl等在250℃通过恒电位电解ZnCh．NaCl．KCI．KF熔盐沉积出钨薄膜，他们以WOh作为钨源，整个沉积过程在氩气保护的手套箱中完成。通过分析，在镰衬底上沉积出的纯钨薄膜层，中间有一层镍锌合金层。HIRONOR．I等在ZnCl2．NaCI．KCI熔盐体系中加入W03作为钨源，同时为了使w吼较易溶解在此体系中．加入了KF，在250℃温度下采用恒电位电解法获得厚25Ⅱm的钨镀层，镀层形貌如图1所示。
尽管镀层由于沉积过程中的内应力而出现了一些微裂纹，但总体上光滑致密。从以上的研究可以看到，由于卤化物体系中都要加入KF这种毒性物质，而且该体系一般要求进行严格的物质狰化，过程复杂且较难控制，所以其应用受到了限制。
国内进行熔盐镀钨的研究始于20世纪90年代初，吴仲达采用循环伏安法在LiCI-NaF．NazW04体系中电沉积的钨，但对于钨镀层的性能没有进行进一步的报道。文振环等在KF-B20ⅢKW04熔盐体系巾得到了平整光滑的钨镀层，并研究了工艺条件对镀层性能的影响。马瑞新等采用Na2W04-ZnO-W03体系电镀钨涂层，在空气及850～950℃条件下得到表面平整的钨镀层，镀层为柱状晶。李运刚等也对Na2W04-ZnO-W03体系中电沉积钨涂层做了较详细的研究。当n（Na2WO4)：n(w03)：n(zn0)=6：2：2时可获得30-40µm厚的镀层。而且在不同的基体卜．获得性能良好的钨镀层的温度也略有不同．在钼基体上温度为850℃以上，铜基体上需870℃以上，面耐热钢则需要在890℃以上才能获得性能良好的钨镀层。同时也证明在电镀中选择适当的电镀参数对获得高质量镀层至关重要。从以上各种实验结果来看，从氧化物熔盐体系中可以获得与基体结合良好的钨镀层。但仍存在许多问题，如操作温度过高可能对基体产生不利影响，而且镀层厚度相对较薄。
未完待续
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