TaC kattega grafiit

I. Protsessi parameetrite uurimine

1. TaCl5-C3H6-H2-Ar süsteem

2. Sadestustemperatuur:

Termodünaamilise valemi järgi arvutatakse, et kui temperatuur on suurem kui 1273K, on ​​reaktsiooni Gibbsi vaba energia väga madal ja reaktsioon on suhteliselt lõppenud. Reaktsioonikonstant KP on 1273K juures väga suur ja kasvab kiiresti temperatuuri tõustes ning kasvukiirus aeglustub järk-järgult 1773K juures.

Mõju katte pinna morfoloogiale: Kui temperatuur ei ole sobiv (liiga kõrge või liiga madal), on pinnal vaba süsiniku morfoloogia või lahtised poorid.

(1) Kõrgetel temperatuuridel on aktiivsete reaktiivide aatomite või rühmade liikumiskiirus liiga kiire, mis põhjustab materjalide kogunemise ajal ebaühtlast jaotumist ning rikkad ja vaesed alad ei saa sujuvalt üle minna, mille tulemuseks on poorid.

(2) Alkaanide pürolüüsi reaktsioonikiirus ja tantaalpentakloriidi redutseerimisreaktsiooni kiirus erinevad. Pürolüüsi süsinikku on liiga palju ja seda ei saa õigeaegselt tantaaliga kombineerida, mistõttu pind mähitakse süsinikuga.

Kui temperatuur on sobiv, siis pindTaC kateon tihe.

TaCosakesed sulavad ja agregeeruvad üksteisega, kristallivorm on täielik ja terade piir läheb sujuvalt üle.

3. Vesiniku suhe:

Lisaks on katte kvaliteeti mõjutavad paljud tegurid:

- Substraadi pinna kvaliteet

-Sadestusgaasiväli

- Reagentigaasi segunemise ühtluse aste

II. Tüüpilised defektidtantaalkarbiidkate

1. Katte pragunemine ja koorumine

Lineaarne soojuspaisumise koefitsient lineaarne CTE:

2. Defektide analüüs:

(1) Põhjus:

(2) Iseloomustusmeetod

① Kasutage jääkdeformatsiooni mõõtmiseks röntgendifraktsioonitehnoloogiat.

② Kasutage jääkpinge lähendamiseks Hu Ke seadust.

(3) Seotud valemid

3. Suurendage katte ja aluspinna mehaanilist ühilduvust

(1) Pinna in situ kasvukate

Termilise reaktsiooni sadestamine ja difusioonitehnoloogia TRD

Sulasoola protsess

Lihtsustada tootmisprotsessi

Alandage reaktsiooni temperatuuri

Suhteliselt madalam kulu

Keskkonnasõbralikum

Sobib suuremahuliseks tööstuslikuks tootmiseks

(2) Komposiit-siirdekate

Kaasladestumisprotsess

CVDprotsessi

Mitmekomponentne kate

Kombineerides iga komponendi eelised

Reguleerige katte koostist ja proportsioone paindlikult

4. Termilise reaktsiooni sadestamine ja difusioonitehnoloogia TRD

(1) Reaktsioonimehhanism

TRD-tehnoloogiat nimetatakse ka manustamisprotsessiks, mille ettevalmistamiseks kasutatakse boorhappe-tantaalpentoksiidi-naatriumfluoriidi-booroksiidi-boorkarbiidi süsteemi.tantaalkarbiidkate.

① Sula boorhape lahustab tantaalpentoksiidi;

② Tantaalpentoksiid redutseeritakse aktiivseteks tantaaliaatomiteks ja hajub grafiidi pinnale;

③ Aktiivsed tantaaliaatomid adsorbeeritakse grafiidi pinnale ja reageerivad süsinikuaatomitega, moodustadestantaalkarbiidkate.

(2) Reaktsioonivõti

Karbiidkatte tüüp peab vastama nõudele, et karbiidi moodustava elemendi oksüdatsiooni moodustumise vaba energia on suurem kui booroksiidil.

Karbiidi Gibbsi vaba energia on piisavalt madal (muidu võib tekkida boor või boriid).

Tantaalpentooksiid on neutraalne oksiid. Kõrgel temperatuuril sulanud booraksis võib see reageerida tugeva leeliselise oksiidiga naatriumoksiidiga, moodustades naatriumtantalaadi, vähendades seeläbi reaktsiooni algtemperatuuri.