Графіт з покриттям TaC

I. Дослідження параметрів процесу

1. Система TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Температура осадження:

Відповідно до термодинамічної формули розраховано, що коли температура перевищує 1273 К, вільна енергія Гіббса реакції дуже низька, і реакція є відносно повною. Константа реакції KP дуже велика при 1273 К і швидко зростає з температурою, а швидкість росту поступово сповільнюється при 1773 К.

Вплив на морфологію поверхні покриття: коли температура не підходить (надто висока або надто низька), поверхня має морфологію вільного вуглецю або пухкі пори.

(1) При високих температурах швидкість руху активних атомів або груп реагентів є занадто високою, що призведе до нерівномірного розподілу під час накопичення матеріалів, і багаті та бідні області не можуть плавно переходити, що призводить до пори.

(2) Існує різниця між швидкістю реакції піролізу алканів і швидкістю реакції відновлення пентахлориду танталу. Піролізний вуглець надлишковий і не може бути з'єднаний з танталом вчасно, в результаті чого поверхня обгортається вуглецем.

Коли температура відповідна, поверхняПокриття TaCє щільним.

TaCчастинки плавляться та агрегують одна з одною, кристалічна форма є повною, а межі зерен плавно переходять.

3. Водневий коефіцієнт:

Крім того, на якість покриття впливає безліч факторів:

- Якість поверхні основи

-Осадження газового родовища

-Ступінь рівномірності змішування газів-реагентів

II. Типові дефектипокриття з карбіду танталу

1. Розтріскування та відшарування покриття

Коефіцієнт лінійного теплового розширення КТР:

2. Аналіз дефектів:

(1) Причина:

(2) Метод характеристики

① Використовуйте технологію рентгенівської дифракції, щоб виміряти залишкову деформацію.

② Використовуйте закон Ху Ке, щоб приблизно визначити залишкову напругу.

(3) Пов’язані формули

3. Підвищення механічної сумісності покриття та основи

(1) Поверхневе покриття на місці

Технологія термореакційного осадження та дифузії TRD

Процес розплавленої солі

Спростіть процес виробництва

Знизити температуру реакції

Відносно менша вартість

Більш екологічний

Підходить для великого промислового виробництва

(2) Композитне перехідне покриття

Процес спільного осадження

ССЗпроцес

Багатокомпонентне покриття

Поєднання переваг кожного компонента

Гнучко регулюйте склад і пропорції покриття

4. Технологія термореакційного осадження та дифузії TRD

(1) Механізм реакції

Технологію TRD також називають процесом вбудовування, який використовує систему борна кислота-п'ятиокис танталу-фторид натрію-оксид бору-карбід бору для підготовкипокриття з карбіду танталу.

① Розплавлена ​​борна кислота розчиняє пентаоксид танталу;

② Пентаоксид танталу відновлюється до активних атомів танталу та дифундує на поверхні графіту;

③ Активні атоми танталу адсорбуються на поверхні графіту та реагують з атомами вуглецю з утвореннямпокриття з карбіду танталу.

(2) Ключ реакції

Тип карбідного покриття повинен задовольняти вимозі, щоб вільна енергія утворення окислення елемента, що утворює карбід, була вищою, ніж у оксиду бору.

Вільна енергія Гіббса карбіду досить низька (інакше може утворитися бор або борид).

Пентоксид танталу є нейтральним оксидом. У високотемпературному розплавленому бурі він може реагувати з сильним лужним оксидом оксидом натрію з утворенням танталату натрію, тим самим знижуючи початкову температуру реакції.