Grafit dengan lapisan TaC

I. Eksplorasi parameter proses

1. Sistem TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Suhu pengendapan:

Menurut rumus termodinamika, dihitung bahwa ketika suhu lebih besar dari 1273K, energi bebas Gibbs reaksi sangat rendah dan reaksi relatif selesai. Konstanta reaksi KP sangat besar pada 1273K dan meningkat pesat seiring suhu, dan laju pertumbuhan secara bertahap melambat pada 1773K.

Pengaruh pada morfologi permukaan lapisan: Bila suhu tidak sesuai (terlalu tinggi atau terlalu rendah), permukaan akan menunjukkan morfologi karbon bebas atau pori-pori longgar.

(1) Pada suhu tinggi, kecepatan pergerakan atom atau gugus reaktan aktif terlalu cepat, yang akan menyebabkan distribusi bahan tidak merata, dan daerah kaya dan miskin tidak dapat bertransisi dengan lancar, sehingga mengakibatkan pori-pori.

(2) Terdapat perbedaan antara laju reaksi pirolisis alkana dan laju reaksi reduksi tantalum pentaklorida. Karbon pirolisis berlebihan dan tidak dapat digabungkan dengan tantalum pada waktunya, sehingga permukaannya terbungkus karbon.

Jika suhunya sesuai, permukaannyalapisan TaCpadat.

TaCpartikel meleleh dan berkumpul satu sama lain, bentuk kristal selesai, dan batas butir bertransisi dengan lancar.

3. Rasio hidrogen:

Selain itu, banyak faktor yang mempengaruhi kualitas lapisan:

-Kualitas permukaan substrat

-Ladang gas pengendapan

-Tingkat keseragaman pencampuran gas reaktan

II. Cacat khas darilapisan tantalum karbida

1. Lapisan retak dan terkelupas

Koefisien ekspansi termal linier CTE linier:

2. Analisis cacat:

(1) Penyebab:

(2) Metode karakterisasi

① Gunakan teknologi difraksi sinar-X untuk mengukur regangan sisa.

② Gunakan hukum Hu Ke untuk memperkirakan tegangan sisa.

(3) Rumus terkait

3.Meningkatkan kompatibilitas mekanis lapisan dan substrat

(1) Lapisan pertumbuhan permukaan di tempat

Deposisi reaksi termal dan teknologi difusi TRD

Proses garam cair

Sederhanakan proses produksi

Turunkan suhu reaksi

Biaya yang relatif lebih rendah

Lebih ramah lingkungan

Cocok untuk produksi industri skala besar

(2) Lapisan transisi komposit

Proses pengendapan bersama

CVDproses

Lapisan multi-komponen

Menggabungkan keunggulan masing-masing komponen

Sesuaikan komposisi dan proporsi pelapisan secara fleksibel

4. Deposisi reaksi termal dan teknologi difusi TRD

(1) Mekanisme Reaksi

Teknologi TRD disebut juga proses embedding, yang menggunakan sistem asam borat-tantalum pentoksida-natrium fluorida-boron oksida-boron karbida untuk menyiapkannya.lapisan tantalum karbida.

① Asam borat cair melarutkan tantalum pentoksida;

② Tantalum pentoksida direduksi menjadi atom tantalum aktif dan berdifusi pada permukaan grafit;

③ Atom tantalum aktif teradsorpsi pada permukaan grafit dan bereaksi dengan atom karbon membentuklapisan tantalum karbida.

(2) Kunci Reaksi

Jenis lapisan karbida harus memenuhi persyaratan bahwa energi bebas pembentukan oksidasi unsur pembentuk karbida lebih tinggi dibandingkan dengan boron oksida.

Energi bebas Gibbs karbida cukup rendah (jika tidak, boron atau borida dapat terbentuk).

Tantalum pentoksida adalah oksida netral. Dalam boraks cair bersuhu tinggi, boraks dapat bereaksi dengan natrium oksida basa kuat untuk membentuk natrium tantalat, sehingga mengurangi suhu reaksi awal.