Grafiitti TaC-pinnoitteella

I. Prosessiparametrien tutkiminen

1. TaCl5-C3H6-H2-Ar-systeemi

2. Laskeutumislämpötila:

Termodynaamisen kaavan mukaan lasketaan, että yli 1273 K:n lämpötilassa reaktion Gibbsin vapaaenergia on hyvin pieni ja reaktio on suhteellisen täydellinen. Reaktiovakio KP on hyvin suuri 1273 K:ssa ja kasvaa nopeasti lämpötilan noustessa, ja kasvunopeus hidastuu vähitellen 1773 K:ssa.

Vaikutus pinnoitteen pinnan morfologiaan: Kun lämpötila ei ole sopiva (liian korkea tai liian matala), pinnalla on vapaata hiiltä tai löysiä huokosia.

(1) Korkeissa lämpötiloissa aktiivisten reagoivien atomien tai ryhmien liikkumisnopeus on liian nopea, mikä johtaa epätasaiseen jakautumiseen materiaalien kertymisen aikana, eivätkä rikkaat ja köyhät alueet voi siirtyä tasaisesti, mikä johtaa huokosiin.

(2) Alkaanien pyrolyysireaktionopeuden ja tantaalipentakloridin pelkistysreaktionopeuden välillä on ero. Pyrolyysihiiltä on liikaa eikä se voi yhdistyä tantaaliin ajan kuluessa, minkä seurauksena pinta peittyy hiileen.

Kun lämpötila on sopiva, pintaTaC-pinnoiteon tiheää.

TaChiukkaset sulavat ja aggregoituvat toisiinsa, kidemuoto on täydellinen ja raeraja siirtyy tasaisesti.

3. Vetysuhde:

Lisäksi pinnoitteen laatuun vaikuttaa monia tekijöitä:

-Alustan pinnan laatu

-Laskeutumiskaasukenttä

-Reagenssikaasun sekoittumisen tasaisuusaste

II. Tyypillisiä vikojatantaalikarbidipinnoite

1. Pinnoitteen halkeilu ja hilseily

Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin, lineaarinen CTE:

2. Vika-analyysi:

(1) Syy:

(2) Karakterisointimenetelmä

① Käytä röntgendiffraktiotekniikkaa jäännösjännityksen mittaamiseen.

② Käytä Hu Ken lakia jäännösjännityksen arvioimiseen.

(3) Liittyvät kaavat

3. Paranna pinnoitteen ja alustan mekaanista yhteensopivuutta

(1) Pinnan in situ -kasvatuspinnoite

Terminen reaktiokerrostus- ja diffuusiotekniikka TRD

Sulan suolan prosessi

Yksinkertaista tuotantoprosessia

Alenna reaktiolämpötilaa

Suhteellisen alhaisemmat kustannukset

Ympäristöystävällisempi

Sopii laajamittaiseen teolliseen tuotantoon

(2) Komposiittisiirtymäpinnoite

Yhteislaskeutumisprosessi

Sydän- ja verisuonitautikäsitellä

Monikomponenttipinnoite

Yhdistämällä kunkin komponentin edut

Säädä pinnoitteen koostumusta ja osuutta joustavasti

4. Terminen reaktiokerrostus- ja diffuusiotekniikka TRD

(1) Reaktiomekanismi

TRD-tekniikkaa kutsutaan myös upotusprosessiksi, jossa käytetään boorihappo-tantaalipentoksidi-natriumfluoridi-boorioksidi-boorikarbidijärjestelmäätantaalikarbidipinnoite.

① Sula boorihappo liuottaa tantaalipentoksidia;

② Tantaalipentoksidi pelkistyy aktiivisiksi tantaaliatomeiksi ja diffundoituu grafiitin pinnalle;

③ Aktiiviset tantaaliatomit adsorboituvat grafiitin pintaan ja reagoivat hiiliatomien kanssa muodostaentantaalikarbidipinnoite.

(2) Reaktionäppäin

Karbidipinnoitteen tyypin on täytettävä vaatimus, että karbidia muodostavan alkuaineen hapettumisvapaa energia on korkeampi kuin boorioksidin.

Karbidin Gibbsin vapaaenergia on riittävän alhainen (muuten voi muodostua booria tai boridia).

Tantaalipentoksidi on neutraali oksidi. Korkean lämpötilan sulassa booraksissa se voi reagoida vahvan emäksisen natriumoksidin kanssa muodostaen natriumtantalaattia, mikä alentaa reaktion alkulämpötilaa.