I. Exploración de parámetros del proceso
1. Sistema TaCl5-C3H6-H2-Ar
2. Temperatura de deposición:
Según la fórmula termodinámica, se calcula que cuando la temperatura supera los 1273 K, la energía libre de Gibbs de la reacción es muy baja y la reacción es relativamente completa. La constante de reacción KP es muy grande a 1273 K y aumenta rápidamente con la temperatura, y su tasa de crecimiento disminuye gradualmente a 1773 K.
Influencia en la morfología superficial del recubrimiento: Cuando la temperatura no es la adecuada (demasiado alta o demasiado baja), la superficie presenta una morfología de carbono libre o poros sueltos.
(1) A altas temperaturas, la velocidad de movimiento de los átomos o grupos reactivos activos es demasiado rápida, lo que provocará una distribución desigual durante la acumulación de materiales, y las áreas ricas y pobres no pueden transitar suavemente, lo que da como resultado poros.
(2) Existe una diferencia entre la velocidad de reacción de pirólisis de los alcanos y la velocidad de reacción de reducción del pentacloruro de tantalio. El carbono de pirólisis es excesivo y no puede combinarse con el tantalio a tiempo, lo que provoca que la superficie quede recubierta de carbono.
Cuando la temperatura es la adecuada, la superficie de laRecubrimiento de TaCes denso.
TaCLas partículas se funden y se agregan entre sí, la forma cristalina se completa y el límite de grano transcurre suavemente.
3. Relación de hidrógeno:
Además, existen muchos factores que afectan la calidad del recubrimiento:
-Calidad de la superficie del sustrato
- Yacimiento de gas de deposición
-El grado de uniformidad de la mezcla de gases reactivos
II. Defectos típicos derecubrimiento de carburo de tantalio
1. Agrietamiento y descamación del revestimiento
Coeficiente de dilatación térmica lineal (CTE lineal):
2. Análisis de defectos:
(1) Causa:
(2) Método de caracterización
① Utilice la tecnología de difracción de rayos X para medir la deformación residual.
② Utilice la ley de Hu Ke para aproximar la tensión residual.
(3) Fórmulas relacionadas
3. Mejorar la compatibilidad mecánica del recubrimiento y el sustrato.
(1) Recubrimiento de crecimiento superficial in situ
Tecnología de deposición y difusión por reacción térmica (TRD)
Proceso de sales fundidas
Simplificar el proceso de producción
Disminuir la temperatura de reacción
Coste relativamente más bajo
Más respetuoso con el medio ambiente
Adecuado para la producción industrial a gran escala.
(2) Recubrimiento de transición compuesto
Proceso de codeposición
Enfermedad cardiovascularproceso
Recubrimiento multicomponente
Combinando las ventajas de cada componente
Ajuste de forma flexible la composición y proporción del recubrimiento.
4. Tecnología de deposición y difusión por reacción térmica (TRD)
(1) Mecanismo de reacción
La tecnología TRD también se denomina proceso de incrustación, que utiliza un sistema de ácido bórico-pentóxido de tantalio-fluoruro de sodio-óxido de boro-carburo de boro para prepararrecubrimiento de carburo de tantalio.
① El ácido bórico fundido disuelve el pentóxido de tantalio;
② El pentóxido de tantalio se reduce a átomos de tantalio activos y se difunde sobre la superficie del grafito;
③ Los átomos de tantalio activos se adsorben en la superficie del grafito y reaccionan con los átomos de carbono para formarrecubrimiento de carburo de tantalio.
(2) Clave de reacción
El tipo de recubrimiento de carburo debe cumplir el requisito de que la energía libre de formación por oxidación del elemento que forma el carburo sea superior a la del óxido de boro.
La energía libre de Gibbs del carburo es suficientemente baja (de lo contrario, se podría formar boro o boruro).
El pentóxido de tantalio es un óxido neutro. En bórax fundido a alta temperatura, puede reaccionar con el óxido de sodio, un óxido alcalino fuerte, para formar tantalato de sodio, reduciendo así la temperatura inicial de reacción.
Fecha de publicación: 21 de noviembre de 2024