一种改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺的制作方法

本发明涉及一种氧化层去除及洁净浸润的工艺，特别涉及一种改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺。

背景技术：

1、金属钨表面形成氧化层（wo3、wo2 及中间体氧化物won，其中n在2-3之间），氧化钨严重影响钨表面的浸润性，影响表面的流体均匀度及覆盖率。

2、金属钨的表面浸润性改善能够改善解决长时间工作状态下的液态金属附着能力，提升电极发射系统的稳定性工作表现。

3、因此，特别需要一种改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺，以解决上述现有存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺，针对现有技术的不足，有效地去除钨丝表面氧化层，同时在氮气环境下保护钨丝再次氧化，调节降温参数，提升表面流体的覆盖率及覆盖均匀度。

2、本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

3、一种改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺，包括如下步骤：

4、s1、洗液浸泡：将金属钨丝置于洗液中浸泡10-20 min，洗去表面杂质及部分氧化层；

5、s2、超声清洗：将浸泡在洗液中的钨丝于超声清洗机中清洗10-20 min，频率为40-60 khz，温度为30±3℃，将钨丝表面杂质分散到溶剂中，超声清洗完成后用纯水复洗；

6、s3、氮气干燥：超声清洗后的钨丝置于氮气环境中至完全干燥，避免氧气接触；

7、s4、真空预加热：在5×10-4-1×10-1pa真空度下，钨丝外接电极通电后加热，使用电源在ovp模式下，电压范围为0.80-1.05v，加热时间为10-20 min；

8、s5、流体浸润：将真空预加热的钨丝浸入流体中，钨丝在流体中保持上下往复的运动过程，上下匀速运动位移为1-2 cm，从上至下运动为一个循环，每个循环持续时间为5-15s，往复5-10个循环后，钨丝抬升；

9、s6、梯度降温：钨丝通过环境中通入氮气流量控制梯度降温过程，断开机械泵，氮气流量保持10-15l/min持续15-20s；加大流量至20-25l/min，保持15-20s；氮气流量放大至40-45l/min，最终至恢复至大气环境，等待9-10min；大气环境下，改善浸润后的钨丝可置于4℃冷藏环境保藏。

10、在本发明的一个优选实施例中，步骤s1中，所述洗液包括质量百分比的如下组分：双氧水0.1%-3%，ia族金属氢氧化物0.1%-3%，氨水0.1%-3%，一元醇0.1%-3%，溶剂为去离子水。

11、在本发明的一个优选实施例中，所述流体包括液态金属镓、液态金属铷和液态金属铯。

12、本发明的改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺，与现有技术相比，通过洗液清洗和真空预加热等方式去除钨丝表面氧化层，同时在氮气环境下防止钨丝再次氧化，调节降温参数，提升表面流体的覆盖率及覆盖均匀度，有效地改善金属钨的表面浸润性，提高聚焦离子束（fib）系统发射电极前端发射尖的发射性能与使用寿命，实现本发明的目的。

13、本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

技术特征：

1.一种改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺，其特征在于，步骤s1中，所述洗液包括质量百分比的如下组分：双氧水0.1%-3%，ia族金属氢氧化物0.1%-3%，氨水0.1%-3%，一元醇0.1%-3%，溶剂为去离子水。

3.如权利要求1所述的改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺，其特征在于，所述流体包括液态金属镓、液态金属铷和液态金属铯。

技术总结本发明的目的在于公开一种改善金属钨丝表面流体浸润性的预处理工艺，与现有技术相比，通过洗液清洗和真空预加热等方式去除钨丝表面氧化层，同时在氮气环境下防止钨丝再次氧化，调节降温参数，提升表面流体的覆盖率及覆盖均匀度，有效地改善金属钨的表面浸润性，提高长时间工作状态下的液态金属附着能力，提升电极发射系统的稳定性工作表现，实现本发明的目的。技术研发人员：余学鹏,崔树静,王宁,李冰,张金霞受保护的技术使用者：无锡纳斯凯半导体科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6