กราไฟท์เคลือบ TaC

I. การสำรวจพารามิเตอร์กระบวนการ

1. ระบบ TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. อุณหภูมิการสะสม:

ตามสูตรเทอร์โมไดนามิกคำนวณได้ว่าเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 1273K พลังงานอิสระของกิ๊บส์ของปฏิกิริยาจะต่ำมาก และปฏิกิริยาจะสมบูรณ์เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ค่าคงที่ของปฏิกิริยา KP มีค่าสูงมากที่ 1273K และเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามอุณหภูมิ และอัตราการเติบโตจะค่อยๆ ช้าลงที่ 1773K

อิทธิพลต่อสัณฐานวิทยาของพื้นผิวเคลือบ: เมื่ออุณหภูมิไม่เหมาะสม (สูงหรือต่ำเกินไป) พื้นผิวจะมีสัณฐานวิทยาของคาร์บอนอิสระหรือรูพรุนที่หลวม

(1) ที่อุณหภูมิสูง ความเร็วในการเคลื่อนที่ของอะตอมหรือกลุ่มของสารตั้งต้นที่ใช้งานอยู่จะเร็วเกินไป ซึ่งจะนำไปสู่การกระจายที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างการสะสมของวัสดุ และพื้นที่ที่อุดมสมบูรณ์และยากจนไม่สามารถเปลี่ยนผ่านได้อย่างราบรื่น ส่งผลให้เกิดรูพรุน

(2) มีความแตกต่างระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยาไพโรไลซิสของอัลเคนและอัตราการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของแทนทาลัมเพนตาคลอไรด์ คาร์บอนไพโรไลซิสมีมากเกินไปและไม่สามารถรวมกับแทนทาลัมได้ทันเวลา ส่งผลให้พื้นผิวถูกห่อหุ้มด้วยคาร์บอน

เมื่ออุณหภูมิเหมาะสมพื้นผิวของการเคลือบ TaCมีความหนาแน่น.

แทซีอนุภาคต่างๆ หลอมละลายและรวมตัวกันเป็นเนื้อเดียวกัน รูปร่างของผลึกสมบูรณ์ และขอบเกรนก็เปลี่ยนแปลงไปอย่างราบรื่น

3. อัตราส่วนไฮโดรเจน:

นอกจากนี้ยังมีปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อคุณภาพการเคลือบ:

-คุณภาพพื้นผิววัสดุ

-แหล่งก๊าซสะสม

-ระดับความสม่ำเสมอของการผสมก๊าซปฏิกิริยา

II. ข้อบกพร่องทั่วไปของสารเคลือบแทนทาลัมคาร์ไบด์

1. การแตกร้าวและการลอกของสารเคลือบ

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น CTE เชิงเส้น:

2. การวิเคราะห์ข้อบกพร่อง:

(1) สาเหตุ:

(2) วิธีการกำหนดลักษณะ

① ใช้เทคโนโลยีการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์เพื่อวัดความเครียดที่เหลืออยู่

② ใช้กฎของ Hu Ke เพื่อประมาณค่าความเค้นตกค้าง

(3) สูตรที่เกี่ยวข้อง

3. เพิ่มความเข้ากันได้ทางกลของสารเคลือบและพื้นผิว

(1) การเคลือบการเจริญเติบโตบนพื้นผิว

เทคโนโลยีการสะสมปฏิกิริยาความร้อนและการแพร่กระจาย TRD

กระบวนการเกลือหลอมละลาย

ลดความยุ่งยากของกระบวนการผลิต

ลดอุณหภูมิปฏิกิริยา

ต้นทุนค่อนข้างต่ำกว่า

เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น

เหมาะสำหรับการผลิตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

(2) การเคลือบสารคอมโพสิต

กระบวนการการฝากร่วม

โรคหลอดเลือดหัวใจกระบวนการ

การเคลือบหลายองค์ประกอบ

การรวมข้อดีของแต่ละส่วนประกอบเข้าด้วยกัน

ปรับเปลี่ยนส่วนผสมและสัดส่วนของการเคลือบได้อย่างยืดหยุ่น

4. เทคโนโลยีการสะสมปฏิกิริยาความร้อนและการแพร่กระจาย TRD

(1) กลไกการเกิดปฏิกิริยา

เทคโนโลยี TRD เรียกอีกอย่างว่ากระบวนการฝัง ซึ่งใช้ระบบกรดบอริก-แทนทาลัมเพนทอกไซด์-โซเดียมฟลูออไรด์-โบรอนออกไซด์-โบรอนคาร์ไบด์ในการเตรียมสารเคลือบแทนทาลัมคาร์ไบด์.

① กรดบอริกหลอมเหลวจะละลายแทนทาลัมเพนทอกไซด์

② แทนทาลัมเพนทอกไซด์ถูกทำให้ลดลงเหลืออะตอมแทนทาลัมที่ใช้งานอยู่ และแพร่กระจายบนพื้นผิวของกราไฟท์

③ อะตอมแทนทาลัมที่ใช้งานอยู่จะถูกดูดซับบนพื้นผิวของกราไฟท์และทำปฏิกิริยากับอะตอมคาร์บอนเพื่อสร้างสารเคลือบแทนทาลัมคาร์ไบด์.

(2) คีย์ปฏิกิริยา

ประเภทของการเคลือบคาร์ไบด์จะต้องตอบสนองความต้องการที่ว่าพลังงานอิสระจากการก่อตัวของออกซิเดชันของธาตุที่สร้างคาร์ไบด์จะต้องสูงกว่าของโบรอนออกไซด์

พลังงานอิสระของกิ๊บส์ของคาร์ไบด์มีค่าต่ำเพียงพอ (มิฉะนั้น อาจเกิดโบรอนหรือโบไรด์ได้)

แทนทาลัมเพนทอกไซด์เป็นออกไซด์ที่เป็นกลาง ในโบแรกซ์หลอมเหลวที่อุณหภูมิสูง สามารถทำปฏิกิริยากับโซเดียมออกไซด์ที่เป็นด่างเข้มข้นเพื่อสร้างโซเดียมแทนทาเลต จึงทำให้อุณหภูมิปฏิกิริยาเริ่มต้นลดลง