Grafit med TaC belægning

I. Udforskning af procesparameter

1. TaCl5-C3H6-H2-Ar system

2. Deponeringstemperatur:

Ifølge den termodynamiske formel beregnes det, at når temperaturen er større end 1273K, er reaktionens Gibbs frie energi meget lav, og reaktionen er relativt fuldstændig. Reaktionskonstanten KP er meget stor ved 1273K og stiger hurtigt med temperaturen, og væksthastigheden aftager gradvist ved 1773K.

Indflydelse på belægningens overflademorfologi: Når temperaturen ikke er passende (for høj eller for lav), har overfladen en fri kulstofmorfologi eller løse porer.

(1) Ved høje temperaturer er bevægelseshastigheden af ​​de aktive reaktantatomer eller grupper for hurtig, hvilket vil føre til ujævn fordeling under ophobning af materialer, og de rige og fattige områder kan ikke glide overgangen, hvilket resulterer i porer.

(2) Der er en forskel mellem pyrolysereaktionshastigheden for alkaner og reduktionsreaktionshastigheden for tantalpentachlorid. Pyrolysekulstoffet er for stort og kan ikke kombineres med tantal i tide, hvilket resulterer i, at overfladen pakkes ind af kulstof.

Når temperaturen er passende, vil overfladen afTaC belægninger tæt.

TaCpartikler smelter og aggregerer med hinanden, krystalformen er komplet, og korngrænsen skifter jævnt.

3. Brintforhold:

Derudover er der mange faktorer, der påvirker belægningskvaliteten:

- Kvaliteten af ​​underlagets overflade

-Deposition gasfelt

- Graden af ​​ensartethed af reaktantgasblanding

II. Typiske mangler vedtantalcarbid belægning

1. Belægning revner og afskalning

Lineær termisk udvidelseskoefficient lineær CTE:

2. Defektanalyse:

(1) Årsag:

(2) Karakteriseringsmetode

① Brug røntgendiffraktionsteknologi til at måle den resterende belastning.

② Brug Hu Kes lov til at tilnærme restspændingen.

(3) Beslægtede formler

3.Forbedre den mekaniske kompatibilitet af belægningen og substratet

(1) Overflade in-situ vækstbelægning

Termisk reaktionsdeposition og diffusionsteknologi TRD

Smeltet salt proces

Forenkle produktionsprocessen

Sænk reaktionstemperaturen

Relativt lavere omkostninger

Mere miljøvenlig

Velegnet til storstilet industriel produktion

(2) Komposit overgangsbelægning

Co-deposition proces

CVDbehandle

Multi-komponent belægning

Kombinerer fordelene ved hver komponent

Juster belægningens sammensætning og proportion fleksibelt

4. Termisk reaktionsdeposition og diffusionsteknologi TRD

(1) Reaktionsmekanisme

TRD-teknologi kaldes også indlejringsproces, som bruger borsyre-tantalpentoxid-natriumfluorid-boroxid-borcarbid-system til at forberedetantalcarbid belægning.

① Smeltet borsyre opløser tantalpentoxid;

② Tantalpentoxid reduceres til aktive tantalatomer og diffunderer på grafitoverfladen;

③ Aktive tantalatomer adsorberes på grafitoverfladen og reagerer med kulstofatomer for at dannetantalcarbid belægning.

(2) Reaktionsnøgle

Karbidbelægningstypen skal opfylde kravet om, at den frie energi ved oxidationsdannelsen af ​​det grundstof, der danner karbiden, er højere end boroxidens.

Karbidets Gibbs frie energi er lav nok (ellers kan der dannes bor eller borid).

Tantalpentoxid er et neutralt oxid. I højtemperatursmeltet borax kan det reagere med det stærke alkaliske oxid natriumoxid for at danne natriumtantalat og derved reducere den indledende reaktionstemperatur.