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, per poi rallentare 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 gruppi del reagente attivo è troppo elevata, il che porterà a una distribuzione non uniforme durante l'accumulo di materiali, e le aree ricche e povere non potranno passare agevolmente, con conseguente formazione di pori.

(2) Esiste una differenza tra la velocità di reazione di pirolisi degli alcani e la velocità di reazione di riduzione del pentacloruro di tantalio. Il carbonio di pirolisi è eccessivo e non può combinarsi con il tantalio in tempo, con il risultato che la superficie viene avvolta dal carbonio.

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

TaCLe particelle si fondono e si aggregano tra loro, la forma cristallina è completa e i bordi dei grani passano in modo graduale.

3. Rapporto idrogeno:

Inoltre, sono molti i fattori che influenzano la qualità del rivestimento:

-Qualità della superficie del substrato

-Campo di gas di deposizione

-Il grado di uniformità della miscelazione del gas reagente

II. Difetti tipici dirivestimento in carburo di tantalio

1. Crepe e scrostature 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 a raggi X per misurare la deformazione residua.

② Utilizzare la legge di Hu Ke per approssimare la tensione residua.

(3) Formule correlate

3. Migliorare la compatibilità meccanica del rivestimento e del substrato

(1) Rivestimento di crescita in situ della superficie

Tecnologia di deposizione e diffusione a reazione termica TRD

Processo a sali fusi

Semplificare il processo produttivo

Abbassare la temperatura di reazione

Costo relativamente inferiore

Più rispettoso dell'ambiente

Adatto alla produzione industriale su larga scala

(2) Rivestimento di transizione composito

processo di co-deposizione

Malattia cardiovascolareprocesso

Rivestimento multicomponente

Combinando i vantaggi di ciascun 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 inglobamento, 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) Tasto di reazione

Il tipo di rivestimento in carburo deve soddisfare il requisito che l'energia libera di formazione dell'ossidazione dell'elemento che costituisce 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 fortemente alcalino, per formare tantalato di sodio, riducendo così la temperatura iniziale di reazione.