Grafito con revestimento de TaC

I. Exploración de parámetros de proceso

1. Sistema TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Temperatura de deposición:

Segundo a fórmula termodinámica, calcúlase que cando a temperatura é superior a 1273K, a enerxía libre de Gibbs da reacción é moi baixa e a reacción é relativamente completa. A constante de reacción KP é moi grande a 1273K e aumenta rapidamente coa temperatura, e a taxa de crecemento diminúe gradualmente a 1773K.

Influencia na morfoloxía superficial do revestimento: cando a temperatura non é adecuada (moi alta ou moi baixa), a superficie presenta unha morfoloxía de carbono libre ou poros soltos.

(1) A altas temperaturas, a velocidade de movemento dos átomos ou grupos reactivos activos é demasiado rápida, o que levará a unha distribución desigual durante a acumulación de materiais, e as áreas ricas e pobres non poden realizar unha transición suave, dando lugar a poros.

(2) Hai unha diferenza entre a velocidade de reacción de pirólise dos alcanos e a velocidade de reacción de redución do pentacloruro de tántalo. O carbono da pirólise é excesivo e non se pode combinar co tántalo no tempo, polo que a superficie está envolta por carbono.

Cando a temperatura é adecuada, a superficie doRevestimento de TaCé densa.

TaCas partículas fúndense e agréganse entre si, a forma cristalina está completa e o límite de grans transicións suavemente.

3. Relación de hidróxeno:

Ademais, hai moitos factores que afectan a calidade do revestimento:

-Calidade da superficie do substrato

-Campo de gas de deposición

-O grao de uniformidade da mestura de gases reactivos

II. Defectos típicos derevestimento de carburo de tántalo

1. Revestimento rachadura e pelado

Coeficiente de expansión térmica lineal CTE lineal:

2. Análise de defectos:

(1) Causa:

(2) Método de caracterización

① Use a tecnoloxía de difracción de raios X para medir a tensión residual.

② Use a lei de Hu Ke para aproximar a tensión residual.

(3) Fórmulas relacionadas

3.Mellorar a compatibilidade mecánica do revestimento e do substrato

(1) Revestimento de crecemento superficial in situ

Tecnoloxía de deposición e difusión de reaccións térmicas TRD

Proceso do sal fundido

Simplificar o proceso de produción

Baixa a temperatura de reacción

Custo relativamente menor

Máis respectuosos co medio ambiente

Adecuado para a produción industrial a gran escala

(2) Revestimento de transición composto

Proceso de codeposición

CVDproceso

Revestimento multicomponente

Combinando as vantaxes de cada compoñente

Axuste flexiblemente a composición e proporción do revestimento

4. Tecnoloxía de deposición e difusión de reaccións térmicas TRD

(1) Mecanismo de reacción

A tecnoloxía TRD tamén se denomina proceso de incrustación, que utiliza un sistema de ácido bórico-pentóxido de tantalio-fluoruro de sodio-óxido de boro-carburo de boro para prepararrevestimento de carburo de tántalo.

① O ácido bórico fundido disolve o pentóxido de tántalo;

② O pentóxido de tantalio redúcese a átomos de tantalio activos e difúndese na superficie do grafito;

③ Os átomos de tántalo activos adsorbíronse na superficie do grafito e reaccionan cos átomos de carbono para formarrevestimento de carburo de tántalo.

(2) Chave de reacción

O tipo de revestimento de carburo debe satisfacer o requisito de que a enerxía libre de formación de oxidación do elemento que forma o carburo sexa maior que a do óxido de boro.

A enerxía libre de Gibbs do carburo é o suficientemente baixa (se non, pódese formar boro ou boruro).

O pentóxido de tantalio é un óxido neutro. No bórax fundido a alta temperatura, pode reaccionar co óxido alcalino forte óxido de sodio para formar tantalato de sodio, reducindo así a temperatura de reacción inicial.