Grafito con revestimento de TaC

I. Exploración dos parámetros do proceso

1. Sistema TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Temperatura de deposición:

Segundo a fórmula termodinámica, calcúlase que cando a temperatura é superior a 1273 K, a enerxía libre de Gibbs da reacción é moi baixa e a reacción está relativamente completa. A constante de reacción KP é moi grande a 1273 K e aumenta rapidamente coa temperatura, e a taxa de crecemento diminúe gradualmente a 1773 K.

Influencia na morfoloxía superficial do revestimento: Cando a temperatura non é axeitada (demasiado alta ou demasiado baixa), a superficie presenta unha morfoloxía de carbono libre ou poros soltos.

(1) A altas temperaturas, a velocidade de movemento dos átomos ou grupos reactivos activos é demasiado rápida, o que levará a unha distribución desigual durante a acumulación de materiais, e as zonas ricas e pobres non poden realizar unha transición suave, o que resulta en poros.

(2) Existe unha diferenza entre a velocidade de reacción de pirólise dos alcanos e a velocidade de reacción de redución do pentacloruro de tántalo. O carbono da pirólise é excesivo e non se pode combinar co tántalo a tempo, o que fai que a superficie quede envolvida en carbono.

Cando a temperatura é axeitada, a superficie doRevestimento de TaCé denso.

TaCas partículas fúndense e agréganse entre si, a forma cristalina está completa e o límite de gran fai unha transición suave.

3. Proporción de hidróxeno:

Ademais, hai moitos factores que inflúen na calidade do revestimento:

-Calidade da superficie do substrato

-Xacemento de gas de deposición

-O grao de uniformidade da mestura de gases reactivos

II. Defectos típicos derevestimento de carburo de tántalo

1. Rachaduras e descamación do revestimento

Coeficiente de expansión térmica lineal CTE lineal:

2. Análise de defectos:

(1) Causa:

(2) Método de caracterización

① Empregar a tecnoloxía de difracción de raios X para medir a deformación residual.

② Emprega a lei de Hu Ke para aproximar a tensión residual.

(3) Fórmulas relacionadas

3. Mellorar a compatibilidade mecánica do revestimento e do substrato

(1) Revestimento de crecemento in situ da superficie

Tecnoloxía de deposición e difusión por reacción térmica TRD

Proceso de sal fundido

Simplificar o proceso de produción

Baixar a temperatura de reacción

Custo relativamente máis baixo

Máis respectuoso co medio ambiente

Apto para a produción industrial a grande escala

(2) Revestimento de transición composto

Proceso de codeposición

ECVproceso

Revestimento multicompoñente

Combinando as vantaxes de cada compoñente

Axustar con flexibilidade a composición e a proporción do revestimento

4. Tecnoloxía de deposición e difusión por reacción térmica TRD

(1) Mecanismo de reacción

A tecnoloxía TRD tamén se denomina proceso de incrustación, que emprega un sistema de ácido bórico, pentóxido de tántalo, fluoruro de sodio, óxido de boro e carburo de boro para prepararrevestimento de carburo de tántalo.

① O ácido bórico fundido disolve o pentóxido de tántalo;

② O pentóxido de tántalo redúcese a átomos de tántalo activos e difúndese na superficie do grafito;

③ Os átomos de tántalo activos adsórbense na superficie do grafito e reaccionan cos átomos de carbono para formarrevestimento de carburo de tántalo.

(2) Clave de reacción

O tipo de revestimento de carburo debe cumprir o requisito de que a enerxía libre de formación de oxidación do elemento que forma o carburo sexa maior que a do óxido de boro.

A enerxía libre de Gibbs do carburo é o suficientemente baixa (se non, pode formarse boro ou boruro).

O pentóxido de tántalo é un óxido neutro. No bórax fundido a alta temperatura, pode reaccionar co óxido alcalino forte, o óxido de sodio, para formar tantalato de sodio, reducindo así a temperatura de reacción inicial.