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 es superior a 1273 K, la energía libre de Gibbs de la reacción es muy baja y esta se completa relativamente. La constante de reacción KP es muy alta a 1273 K y aumenta rápidamente con la temperatura, mientras que la velocidad 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 realizar una transición suave, lo que da lugar a poros.
(2) Existe una diferencia entre la velocidad de pirólisis de los alcanos y la velocidad de reducción del pentacloruro de tántalo. El carbono de pirólisis es excesivo y no puede combinarse con el tántalo a tiempo, lo que provoca que la superficie quede cubierta de carbono.
Cuando la temperatura es adecuada, la superficie de laRecubrimiento de TaCes denso
TaCLas partículas se funden y se agregan entre sí, la forma cristalina se completa y los límites de grano se transforman suavemente.
3. Relación de hidrógeno:
Además, hay muchos factores que afectan la calidad del recubrimiento:
-Calidad de la superficie del sustrato
-Campo 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 desprendimiento del revestimiento
Coeficiente de expansión térmica lineal CTE lineal:
2. Análisis de defectos:
(1) Causa:
(2) Método de caracterización
① Utilice tecnología de difracción de rayos X para medir la tensión 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 in situ de la superficie
Tecnología de deposición y difusión por reacción térmica TRD
Proceso de sal fundida
Simplificar el proceso de producción
Bajar la temperatura de reacción
Costo relativamente más bajo
Más respetuoso con el medio ambiente
Adecuado para producción industrial a gran escala.
(2) Recubrimiento de transición compuesto
Proceso de codeposición
ECVproceso
Recubrimiento multicomponente
Combinando las ventajas de cada componente
Ajuste flexible de 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 y 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 en 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 satisfacer el requisito de que la energía libre de formación de oxidación del elemento que forma el carburo sea mayor que 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.
Hora de publicación: 21 de noviembre de 2024