Grafite con rivestimento TaC

I. Esplorazione dei parametri di processo

1. Sistema TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Temperatura di deposizione:

Secondo la formula termodinamica, si calcola che quando la temperatura è superiore a 1273 K, l'energia libera di Gibbs della reazione è molto bassa e la reazione è relativamente completa. La costante di reazione KP è molto elevata a 1273 K e aumenta rapidamente con la temperatura, mentre la velocità di crescita rallenta gradualmente a 1773 K.

Influenza sulla morfologia superficiale del rivestimento: quando la temperatura non è adeguata (troppo alta o troppo bassa), la superficie presenta una morfologia a carbonio libero o pori lassi.

(1) Ad alte temperature, la velocità di movimento degli atomi o dei gruppi reagenti attivi è troppo elevata, il che porterà a una distribuzione non uniforme durante l'accumulo dei materiali e le aree ricche e povere non potranno transitare agevolmente, con conseguente formazione di pori.

(2) Esiste una differenza tra la velocità della reazione di pirolisi degli alcani e la velocità della reazione di riduzione del pentacloruro di tantalio. Il carbonio di pirolisi è eccessivo e non può combinarsi con il tantalio in tempo, con conseguente avvolgimento della superficie da parte del carbonio.

Quando la temperatura è adeguata, la superficie delRivestimento TaCè denso.

TaCle particelle si fondono e si aggregano tra loro, la forma cristallina è completa e la transizione del confine del grano avviene in modo fluido.

3. Rapporto idrogeno:

Inoltre, sono molti i fattori che influiscono sulla qualità del rivestimento:

-Qualità della superficie del substrato

-Campo di gas di deposizione

-Il grado di uniformità della miscelazione dei gas reagenti

II. Difetti tipici dirivestimento in carburo di tantalio

1. Crepe e desquamazione del rivestimento

Coefficiente di dilatazione termica lineare CTE lineare:

2. Analisi dei difetti:

(1) Causa:

(2) Metodo di caratterizzazione

① Utilizzare la tecnologia di diffrazione dei raggi X per misurare la deformazione residua.

② Utilizzare la legge di Hu Ke per approssimare lo stress residuo.

(3) Formule correlate

3. Migliorare la compatibilità meccanica del rivestimento e del substrato

(1) Rivestimento di crescita in situ superficiale

Tecnologia di deposizione e diffusione mediante reazione termica TRD

Processo a sali fusi

Semplificare il processo produttivo

Abbassare la temperatura di reazione

Costo relativamente più basso

Più rispettoso dell'ambiente

Adatto alla produzione industriale su larga scala

(2) Rivestimento di transizione composito

Processo di co-deposizione

malattie cardiovascolariprocesso

Rivestimento multicomponente

Combinando i vantaggi di ogni componente

Regolare in modo flessibile la composizione e la proporzione del rivestimento

4. Tecnologia di deposizione e diffusione tramite reazione termica TRD

(1) Meccanismo di reazione

La tecnologia TRD è anche chiamata processo di incorporamento, che utilizza il sistema acido borico-pentossido di tantalio-fluoruro di sodio-ossido di boro-carburo di boro per prepararerivestimento in carburo di tantalio.

① L'acido borico fuso dissolve il pentossido di tantalio;

② Il pentossido di tantalio viene ridotto ad atomi di tantalio attivi e si diffonde sulla superficie della grafite;

3 Gli atomi di tantalio attivi vengono adsorbiti sulla superficie della grafite e reagiscono con gli atomi di carbonio per formarerivestimento in carburo di tantalio.

(2) Chiave di reazione

Il tipo di rivestimento in carburo deve soddisfare il requisito che l'energia libera di formazione di ossidazione dell'elemento che forma il carburo sia superiore a quella dell'ossido di boro.

L'energia libera di Gibbs del carburo è sufficientemente bassa (altrimenti si potrebbero formare boro o boruro).

Il pentossido di tantalio è un ossido neutro. Nel borace fuso ad alta temperatura, può reagire con l'ossido di sodio, un ossido alcalino forte, per formare tantalato di sodio, riducendo così la temperatura di reazione iniziale.