Grafit z powłoką TaC

I. Eksploracja parametrów procesu

1. Układ TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Temperatura osadzania:

Zgodnie ze wzorem termodynamicznym oblicza się, że gdy temperatura jest wyższa niż 1273 K, energia swobodna Gibbsa reakcji jest bardzo niska i reakcja jest stosunkowo zakończona. Stała reakcji KP jest bardzo duża w temperaturze 1273 K i szybko rośnie wraz z temperaturą, a tempo wzrostu stopniowo maleje w temperaturze 1773 K.

Wpływ na morfologię powierzchni powłoki: Gdy temperatura nie jest odpowiednia (zbyt wysoka lub zbyt niska), na powierzchni występuje morfologia wolnego węgla lub luźne pory.

(1) W wysokich temperaturach prędkość ruchu atomów lub grup aktywnych reagentów jest zbyt duża, co prowadzi do nierównomiernego rozkładu podczas akumulacji materiałów, a obszary bogate i ubogie nie mogą płynnie przechodzić, co powoduje powstawanie porów.

(2) Istnieje różnica pomiędzy szybkością reakcji pirolizy alkanów i szybkością reakcji redukcji pięciochlorku tantalu. Węgiel pirolityczny jest nadmierny i nie można go z czasem połączyć z tantalem, co powoduje owinięcie powierzchni węglem.

Gdy temperatura jest odpowiednia, powierzchniaPowłoka TaCjest gęsty.

TaCcząsteczki topią się i agregują ze sobą, forma krystaliczna jest kompletna, a granica ziaren przechodzi płynnie.

3. Stosunek wodoru:

Ponadto istnieje wiele czynników wpływających na jakość powłoki:

-Jakość powierzchni podłoża

-Osadzanie pola gazowego

-Stopień jednorodności mieszania gazów reagentów

II. Typowe wadypowłoka z węglika tantalu

1. Pękanie i łuszczenie się powłoki

Liniowy współczynnik rozszerzalności cieplnej liniowy CTE:

2. Analiza defektów:

(1) Przyczyna:

(2) Metoda charakteryzacji

① Do pomiaru odkształcenia szczątkowego użyj technologii dyfrakcji promieni rentgenowskich.

② Użyj prawa Hu Ke do przybliżenia naprężenia szczątkowego.

(3) Powiązane wzory

3. Zwiększ kompatybilność mechaniczną powłoki i podłoża

(1) Powłoka wzrostowa powierzchni in-situ

Technologia termicznego osadzania i dyfuzji TRD

Proces stopionej soli

Uprość proces produkcyjny

Obniż temperaturę reakcji

Stosunkowo niższy koszt

Bardziej przyjazny dla środowiska

Nadaje się do produkcji przemysłowej na dużą skalę

(2) Kompozytowa powłoka przejściowa

Proces współosadzania

CVDproces

Powłoka wieloskładnikowa

Łączenie zalet każdego komponentu

Elastycznie dostosuj skład i proporcje powłoki

4. Technologia termicznego osadzania i dyfuzji TRD

(1) Mechanizm reakcji

Technologia TRD nazywana jest również procesem osadzania, w którym do przygotowania wykorzystuje się układ kwas borowy, pięciotlenek tantalu, fluorek sodu, tlenek boru i węglik borupowłoka z węglika tantalu.

① Stopiony kwas borowy rozpuszcza pięciotlenek tantalu;

② Pięciotlenek tantalu ulega redukcji do aktywnych atomów tantalu i dyfunduje na powierzchni grafitu;

③ Aktywne atomy tantalu są adsorbowane na powierzchni grafitu i reagują z atomami węgla, tworzącpowłoka z węglika tantalu.

(2) Klucz reakcji

Rodzaj powłoki węglikowej musi spełniać wymóg, aby energia swobodna tworzenia się utleniania pierwiastka tworzącego węglik była wyższa niż w przypadku tlenku boru.

Energia swobodna Gibbsa węglika jest wystarczająco niska (w przeciwnym razie może powstać bor lub borek).

Pięciotlenek tantalu jest tlenkiem obojętnym. W stopionym borasie o wysokiej temperaturze może on reagować z mocnym zasadowym tlenkiem, tlenkiem sodu, tworząc tantalan sodu, obniżając w ten sposób początkową temperaturę reakcji.