TaCコーティングを施したグラファイト

I. プロセスパラメータの探索

1. TaCl5-C3H6-H2-Ar系

2. 成膜温度：

熱力学の公式によれば、温度が1273Kを超えると、反応のギブズ自由エネルギーが非常に低くなり、反応は比較的完了することが計算される。反応定数KPは1273Kで非常に大きく、温度の上昇とともに急速に増加するが、1773Kでは増加速度が徐々に鈍化する。

コーティングの表面形態への影響：温度が適切でない場合（高すぎる、または低すぎる場合）、表面には遊離炭素の形態や緩い細孔が現れます。

（１）高温では、活性反応物の原子または基の移動速度が速すぎるため、材料の蓄積中に不均一な分布が生じ、豊富な領域と乏しい領域がスムーズに移行できず、結果として細孔が生じる。

（２）アルカンの熱分解反応速度と五塩化タンタルの還元反応速度には差がある。熱分解炭素が過剰で、タンタルと時間内に結合することができず、表面が炭素で覆われてしまう。

温度が適切であれば、表面はTaCコーティング密度が高い。

TaC粒子が溶融して互いに凝集し、結晶構造が完成し、粒界が滑らかに移行する。

3. 水素比率：

さらに、コーティングの品質に影響を与える要因は数多くあります。

基材表面の品質

-堆積ガス田

反応ガスの混合の均一性の程度

II. 典型的な欠陥炭化タンタルコーティング

1. 塗膜のひび割れと剥がれ

線膨張係数（線形CTE）：

2. 欠陥分析：

（１）原因：

（２）特性評価方法

① X線回折技術を用いて残留ひずみを測定する。

② 胡可の法則を用いて残留応力を近似する。

（３）関連する公式

3. コーティングと基材の機械的適合性を向上させる

（１）表面のその場成長コーティング

熱反応堆積および拡散技術 TRD

溶融塩法

生産プロセスを簡素化する

反応温度を下げる

比較的低コスト

より環境に優しい

大規模な工業生産に適しています

（２）複合遷移コーティング

共蒸着プロセス

CVDプロセス

多成分コーティング

各コンポーネントの利点を組み合わせる

コーティングの組成と比率を柔軟に調整する

4. 熱反応堆積拡散技術（TRD）

（１）反応機構

TRD技術は埋め込みプロセスとも呼ばれ、ホウ酸-五酸化タンタル-フッ化ナトリウム-酸化ホウ素-炭化ホウ素系を用いて製造されます。炭化タンタルコーティング.

①溶融ホウ酸は五酸化タンタルを溶解する。

② 五酸化タンタルは活性タンタル原子に還元され、グラファイト表面に拡散する。

③活性タンタル原子がグラファイト表面に吸着し、炭素原子と反応して炭化タンタルコーティング.

（２）反応キー

炭化物コーティングの種類は、炭化物を構成する元素の酸化生成自由エネルギーが酸化ホウ素のそれよりも高いという要件を満たさなければならない。

炭化物のギブズ自由エネルギーは十分に低い（そうでなければ、ホウ素またはホウ化物が形成される可能性がある）。

五酸化タンタルは中性酸化物である。高温の溶融ホウ砂中では、強アルカリ性酸化物である酸化ナトリウムと反応してタンタル酸ナトリウムを生成し、それによって初期反応温度を低下させる。