Grafit cu acoperire TaC

I. Explorarea parametrilor de proces

1. Sistem TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Temperatura de depunere:

Conform formulei termodinamice, se calculează că atunci când temperatura este mai mare de 1273K, energia liberă Gibbs a reacției este foarte scăzută și reacția este relativ completă. Constanta de reacție KP este foarte mare la 1273K și crește rapid cu temperatura, iar rata de creștere încetinește treptat la 1773K.

Influență asupra morfologiei suprafeței acoperirii: Când temperatura nu este adecvată (prea ridicată sau prea scăzută), suprafața prezintă o morfologie de carbon liber sau pori liberi.

(1) La temperaturi ridicate, viteza de mișcare a atomilor sau grupurilor de reactanți activi este prea rapidă, ceea ce va duce la o distribuție neuniformă în timpul acumulării materialelor, iar zonele bogate și sărace nu pot trece fără probleme, rezultând pori.

(2) Există o diferență între viteza de reacție de piroliză a alcanilor și viteza de reacție de reducere a pentaclorurii de tantal. Carbonul de piroliză este excesiv și nu poate fi combinat cu tantalul în timp, rezultând că suprafața este învelită de carbon.

Când temperatura este adecvată, suprafațaAcoperire TaCeste dens.

TaCparticulele se topesc și se agregă unele cu altele, forma cristalină este completă, iar limita granulelor trece fără probleme.

3. Raportul de hidrogen:

În plus, există mulți factori care afectează calitatea acoperirii:

-Calitatea suprafeței suportului

-Câmp de gaz de depunere

-Gradul de uniformitate al amestecării gazului reactant

II. Defecte tipice aleacoperire cu carbură de tantal

1. Crăparea și decojirea acoperirii

Coeficientul de dilatare termică liniară CTE liniar:

2. Analiza defectelor:

(1) Cauza:

(2) Metoda de caracterizare

① Utilizați tehnologia de difracție cu raze X pentru a măsura deformarea reziduală.

② Folosiți legea lui Hu Ke pentru a aproxima stresul rezidual.

(3) Formule aferente

3.Îmbunătățiți compatibilitatea mecanică a acoperirii și a substratului

(1) Acoperire de creștere in situ a suprafeței

Tehnologia de depunere și difuzie cu reacție termică TRD

Procesul de sare topită

Simplificați procesul de producție

Scădeți temperatura de reacție

Cost relativ mai mic

Mai prietenos cu mediul

Potrivit pentru producția industrială la scară largă

(2) Acoperire de tranziție compozită

Procesul de co-depunere

CVDproces

Acoperire multicomponentă

Combinând avantajele fiecărei componente

Reglați în mod flexibil compoziția și proporția acoperirii

4. Tehnologia de depunere și difuzie cu reacție termică TRD

(1) Mecanismul de reacție

Tehnologia TRD se mai numește și proces de încorporare, care utilizează sistemul de acid boric-pentoxid de tantal-fluorură de sodiu-oxid de bor-carbură de bor pentru a pregătiacoperire cu carbură de tantal.

① Acidul boric topit dizolvă pentoxidul de tantal;

② Pentoxidul de tantal este redus la atomi activi de tantal și difuzează pe suprafața grafitului;

③ Atomii activi de tantal sunt adsorbiți pe suprafața grafitului și reacționează cu atomii de carbon pentru a se formaacoperire cu carbură de tantal.

(2) Cheie de reacție

Tipul de acoperire cu carbură trebuie să satisfacă cerința ca energia liberă de oxidare a elementului care formează carbura să fie mai mare decât cea a oxidului de bor.

Energia liberă Gibbs a carburii este suficient de mică (în caz contrar, se poate forma bor sau borur).

Pentoxidul de tantal este un oxid neutru. În boraxul topit la temperatură înaltă, acesta poate reacționa cu oxidul alcalin puternic oxidul de sodiu pentru a forma tantalat de sodiu, reducând astfel temperatura de reacție inițială.