I. プロセスパラメータの探索
1. TaCl5-C3H6-H2-Ar系
2. 堆積温度：
熱力学式によれば、温度が1273Kを超えると、反応のギブス自由エネルギーは非常に低くなり、反応は比較的完了すると計算されます。反応定数KPは1273Kで非常に大きくなり、温度とともに急速に増加し、1773Kで成長速度は徐々に低下します。
コーティングの表面形態への影響: 温度が適切でない (高すぎる、または低すぎる) 場合、表面には遊離炭素形態または緩い細孔が現れます。
（１）高温下では、活性反応原子または基の移動速度が速すぎるため、物質の蓄積時に分布が不均一になり、富裕層と貧困層がスムーズに移行できず、細孔が発生します。
（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り、熱分解炭素が過剰となり、タンタルと適時に結合できず、表面が炭素で覆われる。
温度が適切であれば、TaCコーティング密です。
タック粒子が互いに溶融して凝集し、結晶形が完成し、粒界が滑らかに遷移します。
3. 水素比：
さらに、コーティングの品質に影響を与える要因は多数あります。
-基板表面品質
-堆積ガス田
-反応ガスの混合の均一度
II. 典型的な欠陥タンタルカーバイドコーティング
1. コーティングのひび割れや剥がれ
線熱膨張係数線CTE:
2. 欠陥分析：
（１）原因：
（２）特性評価方法
①X線回折技術を用いて残留歪みを測定します。
②胡克の法則を用いて残留応力を近似する。
（3）関連式
3.コーティングと基材の機械的適合性を高める
（１）表面原位置成長コーティング
熱反応堆積拡散技術TRD
溶融塩法
生産プロセスを簡素化
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
共堆積プロセス
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割合を柔軟に調整
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、炭化ホウ素のシステムを使用して準備します。タンタルカーバイドコーティング.
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します。
③活性タンタル原子はグラファイト表面に吸着され、炭素原子と反応してタンタルカーバイドコーティング.
（2）反応キー
炭化物コーティングの種類は、炭化物を形成する元素の酸化形成自由エネルギーが酸化ホウ素の酸化形成自由エネルギーよりも高いという要件を満たす必要があります。
炭化物のギブス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す。高温溶融ホウ砂中では、強アルカリ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形成し、反応初期温度を低下させます。
投稿日時: 2024年11月21日