Grafit dengan lapisan TaC

I. Eksplorasi parameter proses

1. Sistem TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Suhu pengendapan:

Menurut rumus termodinamika, dihitung bahwa ketika suhu lebih besar dari 1273K, energi bebas Gibbs reaksi sangat rendah dan reaksi relatif sempurna. Konstanta reaksi KP sangat besar pada 1273K dan meningkat pesat seiring dengan suhu, dan laju pertumbuhan secara bertahap melambat pada 1773K.

Pengaruh terhadap morfologi permukaan lapisan: Jika suhu tidak sesuai (terlalu tinggi atau terlalu rendah), permukaan akan menampilkan morfologi karbon bebas atau pori-pori yang longgar.

(1) Pada suhu tinggi, kecepatan pergerakan atom atau gugus reaktan aktif terlalu cepat, yang akan menyebabkan distribusi tidak merata selama akumulasi material, dan area kaya dan miskin tidak dapat bertransisi dengan mulus, sehingga mengakibatkan terbentuknya pori-pori.

(2) Terdapat perbedaan antara laju reaksi pirolisis alkana dan laju reaksi reduksi tantalum pentaklorida. Karbon pirolisis berlebih dan tidak dapat bergabung dengan tantalum tepat waktu, sehingga permukaannya tertutup oleh karbon.

Ketika suhu sudah tepat, permukaanLapisan TaCpadat.

TaCPartikel-partikel meleleh dan menggumpal satu sama lain, bentuk kristal menjadi sempurna, dan transisi batas butir berlangsung dengan mulus.

3. Rasio hidrogen:

Selain itu, ada banyak faktor yang memengaruhi kualitas pelapisan:

-Kualitas permukaan substrat

-Lapangan gas pengendapan

- Tingkat keseragaman pencampuran gas reaktan

II. Cacat umum darilapisan tantalum karbida

1. Lapisan pelindung retak dan mengelupas

Koefisien ekspansi termal linier (linear CTE):

2. Analisis cacat:

(1) Penyebab:

(2) Metode karakterisasi

① Gunakan teknologi difraksi sinar-X untuk mengukur regangan sisa.

② Gunakan hukum Hu Ke untuk memperkirakan tegangan sisa.

(3) Rumus terkait

3. Meningkatkan kompatibilitas mekanis antara lapisan dan substrat.

(1) Lapisan pertumbuhan in-situ permukaan

Teknologi deposisi dan difusi reaksi termal (TRD)

Proses garam cair

Sederhanakan proses produksi

Turunkan suhu reaksi

Biaya yang relatif lebih rendah

Lebih ramah lingkungan

Cocok untuk produksi industri skala besar

(2) Lapisan transisi komposit

Proses pengendapan bersama

Penyakit kardiovaskularproses

Pelapisan multi-komponen

Menggabungkan keunggulan dari setiap komponen

Sesuaikan komposisi dan proporsi lapisan secara fleksibel.

4. Teknologi deposisi dan difusi reaksi termal (TRD)

(1) Mekanisme Reaksi

Teknologi TRD juga disebut proses pengemasan, yang menggunakan sistem asam borat-tantalum pentoksida-natrium fluorida-boron oksida-boron karbida untuk mempersiapkanlapisan tantalum karbida.

① Asam borat cair melarutkan tantalum pentoksida;

② Tantalum pentoksida direduksi menjadi atom tantalum aktif dan berdifusi pada permukaan grafit;

③ Atom tantalum aktif terserap pada permukaan grafit dan bereaksi dengan atom karbon untuk membentuklapisan tantalum karbida.

(2) Kunci Reaksi

Jenis lapisan karbida harus memenuhi persyaratan bahwa energi bebas pembentukan oksidasi unsur pembentuk karbida lebih tinggi daripada energi bebas pembentukan oksidasi oksida boron.

Energi bebas Gibbs dari karbida cukup rendah (jika tidak, boron atau borida dapat terbentuk).

Tantalum pentoksida adalah oksida netral. Dalam boraks cair bersuhu tinggi, ia dapat bereaksi dengan oksida alkali kuat natrium oksida untuk membentuk natrium tantalat, sehingga menurunkan suhu reaksi awal.