Grafiitti TaC-pinnoitteella

I. Prosessiparametrien tutkiminen

1. TaCl5-C3H6-H2-Ar-järjestelmä

2. Saostuslämpötila:

Termodynaamisen kaavan mukaan lasketaan, että kun lämpötila on suurempi kuin 1273K, reaktion Gibbsin vapaa energia on hyvin alhainen ja reaktio on suhteellisen täydellinen. Reaktiovakio KP on erittäin suuri lämpötilassa 1273K ja kasvaa nopeasti lämpötilan myötä, ja kasvunopeus hidastuu vähitellen 1773K:ssa.

Vaikutus pinnoitteen pinnan morfologiaan: Kun lämpötila ei ole sopiva (liian korkea tai liian matala), pinnassa on vapaata hiilimorfologiaa tai irtonaisia ​​huokosia.

(1) Korkeissa lämpötiloissa aktiivisten reagoivien atomien tai ryhmien liikenopeus on liian nopea, mikä johtaa epätasaiseen jakautumiseen materiaalien kertymisen aikana, ja rikkaat ja köyhät alueet eivät voi siirtyä sujuvasti, mikä johtaa huokosiin.

(2) Alkaanien pyrolyysireaktionopeuden ja tantaalipentakloridin pelkistysreaktionopeuden välillä on ero. Pyrolyysihiiltä on liikaa, eikä sitä voida yhdistää tantaaliin ajoissa, jolloin pinta kääritään hiileen.

Kun lämpötila on sopiva, pintaTaC pinnoiteon tiheä.

TaChiukkaset sulavat ja aggregoituvat keskenään, kidemuoto on valmis ja raeraja muuttuu sujuvasti.

3. Vetysuhde:

Lisäksi on monia tekijöitä, jotka vaikuttavat pinnoitteen laatuun:

- Alustan pinnan laatu

- Laskeumakaasukenttä

- Reagenssikaasun sekoittumisen tasaisuusaste

II. Tyypillisiä vikojatantaalikarbidipinnoite

1. Pinnoitteen halkeilu ja kuoriutuminen

Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin lineaarinen CTE:

2. Vikaanalyysi:

(1) Syy:

(2) Karakterisointimenetelmä

① Käytä röntgendiffraktiotekniikkaa jäännösvenymän mittaamiseen.

② Käytä Hu Ke:n lakia jäännösjännityksen lähentämiseen.

(3) Asiaan liittyvät kaavat

3.Paranna pinnoitteen ja alustan mekaanista yhteensopivuutta

(1) Pinta in situ -kasvupinnoite

Terminen reaktiopinnoitus ja diffuusiotekniikka TRD

Sulan suolan prosessi

Yksinkertaista tuotantoprosessia

Laske reaktiolämpötilaa

Suhteellisen pienemmät kustannukset

Ympäristöystävällisempi

Soveltuu laajamittaiseen teolliseen tuotantoon

(2) Komposiittisiirtymäpinnoite

Yhteislaskeutusprosessi

CVDkäsitellä

Monikomponenttinen pinnoite

Yhdistämällä kunkin komponentin edut

Säädä pinnoitteen koostumusta ja suhdetta joustavasti

4. Terminen reaktiopinnoitus ja diffuusiotekniikka TRD

(1) Reaktiomekanismi

TRD-tekniikkaa kutsutaan myös upotusprosessiksi, jossa valmistuksessa käytetään boorihappo-tantaalipentoksidi-natriumfluoridi-boorioksidi-boorikarbidi-järjestelmää.tantaalikarbidipinnoite.

① Sula boorihappo liuottaa tantaalipentoksidia;

② Tantaalipentoksidi pelkistyy aktiivisiksi tantaaliatomeiksi ja diffundoituu grafiitin pinnalle;

③ Aktiiviset tantaaliatomit adsorboituvat grafiitin pintaan ja reagoivat hiiliatomien kanssa muodostaentantaalikarbidipinnoite.

(2) Reaktioavain

Karbidipinnoitteen tyypin on täytettävä vaatimus, että karbidin muodostavan alkuaineen hapettumisen muodostumisvapaa energia on suurempi kuin boorioksidin.

Karbidin Gibbsin vapaa energia on riittävän alhainen (muuten voi muodostua booria tai boridia).

Tantaalipentoksidi on neutraali oksidi. Korkeassa lämpötilassa sulassa booraksissa se voi reagoida vahvan alkalisen oksidin natriumoksidin kanssa muodostaen natriumtantalaattia, mikä alentaa alkuperäistä reaktiolämpötilaa.