TaCコーティングを施したグラファイト

I. プロセスパラメータの探索

1. TaCl5-C3H6-H2-Ar系

2. 堆積温度:

熱力学的公式によれば、温度が 1273K を超えると、反応のギブス自由エネルギーは非常に低くなり、反応は比較的完了すると計算されます。反応定数 KP は 1273K で非常に大きく、温度とともに急速に増加し、1773K で成長速度が徐々に遅くなります。

コーティングの表面形態への影響: 温度が適切でない (高すぎるまたは低すぎる) と、表面に遊離炭素の形態やゆるい細孔が現れます。

(1) 高温では、活性反応物質の原子または基の移動速度が速すぎるため、材料の蓄積中に不均一な分布が発生し、リッチエリアとプアエリアがスムーズに移行できず、細孔が発生します。

(2) アルカンの熱分解反応速度と五塩化タンタルの還元反応速度には差があります。熱分解炭素が過剰であり、タンタルとの結合が間に合わず、表面が炭素で覆われてしまいます。

適切な温度になると、表面がTaCコーティング濃いです。

TaC粒子が互いに溶けて凝集し、結晶形が完成し、粒界が滑らかに移行します。

3. 水素比率：

さらに、コーティングの品質に影響を与える要因は数多くあります。

-基板表面品質

・堆積ガス田

・反応ガス混合の均一度

II.典型的な欠陥炭化タンタルコーティング

1. 塗装の割れ・剥がれ

線熱膨張係数線 CTE:

2. 欠陥分析:

(1) 原因：

(2) 特性評価方法

① X 線回折技術を用いて残留ひずみを測定します。

② Hu Ke の法則を用いて残留応力を近似します。

(3) 関連式

3.コーティングと基材の機械的適合性を強化します。

(1) 表面その場成長コーティング

熱反応成膜・拡散技術 TRD

溶融塩プロセス

生産プロセスを簡素化する

反応温度を下げる

比較的低コスト

より環境に優しい

大規模な工業生産に適しています

(2) 複合遷移コーティング

共蒸着プロセス

CVDプロセス

多成分コーティング

各コンポーネントの利点を組み合わせる

コーティングの組成と割合を柔軟に調整

4. 熱反応成膜・拡散技術 TRD

(1) 反応機構

TRD技術は埋め込みプロセスとも呼ばれ、ホウ酸-五酸化タンタル-フッ化ナトリウム-酸化ホウ素-炭化ホウ素系を使用して準備します。炭化タンタルコーティング.

① 溶融ホウ酸は五酸化タンタルを溶解します。

② 五酸化タンタルは活性タンタル原子に還元され、グラファイト表面に拡散します。

③ 活性タンタル原子がグラファイト表面に吸着し、炭素原子と反応して生成します。炭化タンタルコーティング.

(2) リアクションキー

炭化物コーティングの種類は、炭化物を形成する元素の酸化生成自由エネルギーが酸化ホウ素よりも高いという要件を満たさなければなりません。

炭化物のギブズ自由エネルギーは十分に低いです (そうでないと、ホウ素またはホウ化物が形成される可能性があります)。

五酸化タンタルは中性酸化物です。高温で溶融したホウ砂は、強アルカリ酸化物である酸化ナトリウムと反応してタンタル酸ナトリウムを形成し、それによって初期反応温度が低下します。