Grafite con rivestimento TaC

I. Esplorazione dei parametri di processo

1. Sistema TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Temperatura di deposizione:

Secondo la formula termodinamica, si calcola che quando la temperatura è maggiore di 1273K, l'energia libera di Gibbs della reazione è molto bassa e la reazione è relativamente completa. La costante di reazione KP è molto elevata a 1273K e aumenta rapidamente con la temperatura, mentre il tasso di crescita rallenta gradualmente a 1773K.

Influenza sulla morfologia superficiale del rivestimento: Quando la temperatura non è adatta (troppo alta o troppo bassa), la superficie presenta una morfologia di carbonio libero o pori sciolti.

(1) A temperature elevate, la velocità di movimento degli atomi o dei gruppi dei reagenti attivi è troppo elevata, il che porterà a una distribuzione non uniforme durante l'accumulo dei materiali e le aree ricche e povere non potranno transitare agevolmente, con conseguente formazione di pori.

(2) Esiste una differenza tra la velocità di reazione di pirolisi degli alcani e la velocità di reazione di riduzione del pentacloruro di tantalio. Il carbonio della pirolisi è eccessivo e non può essere combinato con il tantalio nel tempo, con il risultato che la superficie viene avvolta dal carbonio.

Quando la temperatura è appropriata, la superficie delRivestimento TaCè denso.

TaCle particelle si fondono e si aggregano tra loro, la forma cristallina è completa e il confine del grano transita dolcemente.

3. Rapporto idrogeno:

Inoltre, ci sono molti fattori che influenzano la qualità del rivestimento:

-Qualità della superficie del substrato

-Giacimento di gas di deposizione

-Il grado di uniformità della miscelazione del gas reagente

II. Difetti tipici dirivestimento in carburo di tantalio

1. Spaccature e desquamazioni del rivestimento

Coefficiente di dilatazione termica lineare CTE lineare:

2. Analisi dei difetti:

(1) Causa:

(2) Metodo di caratterizzazione

① Utilizzare la tecnologia di diffrazione dei raggi X per misurare la deformazione residua.

② Utilizzare la legge di Hu Ke per approssimare lo stress residuo.

(3) Formule correlate

3.Migliorare la compatibilità meccanica del rivestimento e del substrato

(1) Rivestimento di crescita superficiale in situ

Tecnologia di deposizione e diffusione a reazione termica TRD

Processo del sale fuso

Semplificare il processo di produzione

Abbassare la temperatura di reazione

Costo relativamente più basso

Più rispettoso dell'ambiente

Adatto per produzioni industriali su larga scala

(2) Rivestimento di transizione composito

Processo di codeposizione

CVDprocesso

Rivestimento multicomponente

Combinando i vantaggi di ciascun componente

Regola in modo flessibile la composizione e la proporzione del rivestimento

4. Tecnologia di deposizione e diffusione mediante reazione termica TRD

(1) Meccanismo di reazione

La tecnologia TRD è anche chiamata processo di incorporamento, che utilizza il sistema acido borico-pentossido di tantalio-fluoruro di sodio-ossido di boro-carburo di boro per prepararerivestimento in carburo di tantalio.

① L'acido borico fuso dissolve il pentossido di tantalio;

② Il pentossido di tantalio viene ridotto ad atomi di tantalio attivi e si diffonde sulla superficie della grafite;

③ Gli atomi di tantalio attivi vengono adsorbiti sulla superficie della grafite e reagiscono con gli atomi di carbonio per formarerivestimento in carburo di tantalio.

(2) Tasto di reazione

Il tipo di rivestimento del carburo deve soddisfare il requisito che l'energia libera di formazione dell'ossidazione dell'elemento che costituisce il carburo sia superiore a quella dell'ossido di boro.

L'energia libera di Gibbs del carburo è sufficientemente bassa (altrimenti si potrebbe formare boro o boruro).

Il pentossido di tantalio è un ossido neutro. Nel borace fuso ad alta temperatura, può reagire con il forte ossido alcalino di ossido di sodio per formare tantalato di sodio, riducendo così la temperatura di reazione iniziale.