Графит с покрытием TaC

I. Исследование параметров процесса

1. Система TaCl5-C3H6-H2-Ar.

2. Температура осаждения:

По термодинамической формуле рассчитано, что при температуре выше 1273К свободная энергия Гиббса реакции очень мала и реакция является относительно полной. Константа реакции KP очень велика при 1273К и быстро увеличивается с температурой, а скорость роста постепенно замедляется при 1773К.

Влияние на морфологию поверхности покрытия: При неподходящей температуре (слишком высокой или слишком низкой) поверхность имеет морфологию свободного углерода или рыхлые поры.

(1) При высоких температурах скорость движения активных атомов или групп реагентов слишком высока, что приведет к неравномерному распределению во время накопления материалов, а богатые и бедные области не могут плавно переходить, что приводит к образованию пор.

(2) Существует разница между скоростью реакции пиролиза алканов и скоростью реакции восстановления пентахлорида тантала. Пиролизный углерод избыток и не может вовремя соединиться с танталом, в результате чего поверхность обволакивается углеродом.

При подходящей температуре поверхностьTaC-покрытиеплотный.

ТаСчастицы плавятся и агрегируют друг с другом, кристаллическая форма является завершенной, а границы зерен плавно переходят друг в друга.

3. Водородное соотношение:

Кроме того, на качество покрытия влияет множество факторов:

-Качество поверхности подложки

- Месторождение газа

-Степень равномерности смешения газов-реагентов.

II. Типичные дефектыпокрытие из карбида тантала

1. Растрескивание и отслаивание покрытия.

Коэффициент линейного теплового расширения, линейный КТР:

2. Анализ дефектов:

(1) Причина:

(2) Метод характеристики

① Используйте технологию рентгеновской дифракции для измерения остаточной деформации.

② Используйте закон Ху Кэ для аппроксимации остаточного напряжения.

(3) Родственные формулы

3.Увеличьте механическую совместимость покрытия и подложки.

(1) Поверхностное покрытие для выращивания на месте

Технология термического реакционного осаждения и диффузии TRD

Процесс расплавленной соли

Упростить производственный процесс

Понизить температуру реакции

Относительно более низкая стоимость

Более экологически чистый

Подходит для крупномасштабного промышленного производства.

(2) Композитное переходное покрытие

Процесс совместного осаждения

ССЗпроцесс

Многокомпонентное покрытие

Сочетание преимуществ каждого компонента

Гибкая настройка состава и пропорций покрытия

4. Технология термического реакционного осаждения и диффузии TRD.

(1) Механизм реакции

Технологию TRD также называют процессом заливки, при котором для приготовления используется система борная кислота-пентаоксид тантала-фторид натрия-оксид бора-карбид бора.покрытие из карбида тантала.

① Расплавленная борная кислота растворяет пятиокись тантала;

② Пентаоксид тантала восстанавливается до активных атомов тантала и диффундирует по поверхности графита;

③ Активные атомы тантала адсорбируются на поверхности графита и реагируют с атомами углерода, образуяпокрытие из карбида тантала.

(2) Ключ реакции

Тип карбидного покрытия должен удовлетворять требованию, чтобы свободная энергия окислительного образования элемента, образующего карбид, была выше, чем у оксида бора.

Свободная энергия Гиббса карбида достаточно мала (в противном случае возможно образование бора или борида).

Пятиокись тантала является нейтральным оксидом. В высокотемпературной расплавленной буре она может реагировать с сильным щелочным оксидом оксида натрия с образованием танталата натрия, тем самым снижая начальную температуру реакции.