Kodi CVD SiC Coating ndi chiyani?
Chemical vapor deposition (CVD) ndi njira yoyika vacuum yomwe imagwiritsidwa ntchito popanga zida zolimba kwambiri. Izi nthawi zambiri zimagwiritsidwa ntchito popanga semiconductor kupanga mafilimu owonda pamwamba pa zowonda. Pokonzekera silicon carbide yopangidwa ndi CVD, gawo lapansili limawonetsedwa ndi kalambulabwalo kamodzi kapena zingapo zosakhazikika, zomwe zimachita ndi mankhwala pamwamba pa gawo lapansi kuti zisungidwe zomwe zimafunikira silicon carbide. Mwa njira zambiri zopangira zida za silicon carbide, zinthu zomwe zimakonzedwa ndi kuyika kwa nthunzi wamankhwala zimakhala ndi zofanana komanso zoyera, ndipo njira iyi imakhala yokhazikika. Zipangizo za CVD silicon carbide zimakhala ndi kuphatikiza kwapadera kwamafuta abwino kwambiri, magetsi ndi mankhwala, kuwapangitsa kukhala oyenera kugwiritsidwa ntchito m'mafakitale a semiconductor komwe zida zogwira ntchito kwambiri zimafunikira. CVD silicon carbide zigawo zikuluzikulu ntchito etching zipangizo, MOCVD zipangizo, Si epitaxial zida ndi SiC epitaxial zipangizo, mofulumira matenthedwe processing zipangizo ndi zina.
Nkhaniyi ikukamba za kusanthula khalidwe la mafilimu woonda wamkulu pa kutentha njira zosiyanasiyana pokonzekeraCVD SiC zokutira, kuti musankhe kutentha kwa ndondomeko yoyenera kwambiri. Kuyesaku kumagwiritsa ntchito graphite ngati gawo lapansi ndi trichloromethylsilane (MTS) monga momwe amapangira gasi. Kupaka kwa SiC kumayikidwa ndi njira yotsika ya CVD, ndi micromorphology yaCVD SiC zokutiraimawonedwa ndi sikani ma electron microscopy kuti ifufuze kachulukidwe kake.
Chifukwa kutentha pamwamba pa gawo lapansi la graphite ndi lokwera kwambiri, mpweya wapakatikati udzachotsedwa ndikutulutsidwa kuchokera kumtunda wapansi, ndipo pamapeto pake C ndi Si zotsalira pa gawo lapansi zidzapanga gawo lolimba la SiC kupanga ❖ kuyanika kwa SiC. Malingana ndi ndondomeko ya kukula kwa CVD-SiC, zikhoza kuwoneka kuti kutentha kudzakhudza kufalikira kwa mpweya, kuwonongeka kwa MTS, mapangidwe a m'malovu ndi kutayika kwa mpweya wapakatikati, kotero kutentha kwapakatikati kudzakhala ndi gawo lalikulu pakupanga mapangidwe a SiC ❖ kuyanika. Maonekedwe ang'onoang'ono a zokutira ndiye chiwonetsero chowoneka bwino kwambiri cha kuchuluka kwa zokutira. Choncho, m'pofunika kuphunzira mmene kutentha osiyana mafunsidwe pa morphology tosaoneka CVD SiC ❖ kuyanika. Popeza MTS akhoza kuwola ndi kuyika SiC ℃ ℃ ℃ pakati 900 ~ 1600 ℃, kuyesera kusankha asanu mafunsidwe kutentha 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃ ndi 1300 ℃ pokonzekera SiC ℃ ℃ kuphunzira mmene kutentha CVD-C pa ℃. Magawo enieni akuwonetsedwa mu Table 3. Chithunzi 2 chikuwonetsa mawonekedwe a microscopic a CVD-SiC wokutira omwe amakula pa kutentha kosiyana.
Kutentha kukakhala 900 ℃, SiC yonse imakula kukhala mawonekedwe a ulusi. Zitha kuwoneka kuti kukula kwa ulusi umodzi ndi pafupifupi 3.5μm, ndipo mawonekedwe ake ndi pafupifupi 3 (<10). Kuphatikiza apo, imapangidwa ndi tinthu tambirimbiri ta nano-SiC, motero ndi ya polycrystalline SiC kapangidwe kake, komwe ndi kosiyana ndi ma SiC nanowires achikhalidwe komanso ndevu za SiC zamtundu umodzi. Fibrous SiC iyi ndi cholakwika chapangidwe chomwe chimayambitsidwa ndi magawo osagwirizana ndi njira. Zitha kuwoneka kuti mapangidwe a zokutira a SiC ndi otayirira, ndipo pali pores ambiri pakati pa SiC fiber, ndipo kachulukidwe kake ndi kochepa kwambiri. Choncho, kutentha kumeneku sikoyenera kukonzekera zokutira wandiweyani wa SiC. Nthawi zambiri, zolakwika zamapangidwe a fibrous SiC zimachitika chifukwa cha kutentha kotsika kwambiri. Pakutentha kochepa, tinthu tating'onoting'ono tomwe timatulutsa pamwamba pa gawo lapansi timakhala ndi mphamvu zochepa komanso kusamuka bwino. Choncho, mamolekyu ang'onoang'ono amatha kusuntha ndikukula mpaka kumunsi kwambiri mphamvu zopanda mphamvu zambewu za SiC (monga nsonga ya njere). Kukula kopitilira apo kumapanga zolakwika zamapangidwe a SiC.
Kukonzekera kwa CVD SiC Coating:
Choyamba, gawo lapansi la graphite limayikidwa mu ng'anjo yamoto yotentha kwambiri ndikusungidwa pa 1500 ℃ kwa 1h mu Ar atmosphere yochotsa phulusa. Kenako chipika cha graphite chimadulidwa kukhala chipika cha 15x15x5mm, ndipo pamwamba pa chipika cha graphite chimapukutidwa ndi sandpaper ya 1200-mesh kuti athetse ma pores omwe amakhudza kuyika kwa SiC. Chophimba cha graphite chimatsukidwa ndi ethanol ya anhydrous ndi madzi osungunuka, kenaka amaikidwa mu uvuni pa 100 ℃ kuti awunike. Pomaliza, gawo lapansi la graphite limayikidwa m'malo otentha kwambiri a ng'anjo ya tubular kwa SiC deposition. Chithunzi chojambula cha makina oyika mpweya wamankhwala chikuwonetsedwa pa Chithunzi 1.
TheCVD SiC zokutiraanawonedwa ndi sikani ma electron microscopy kuti awone kukula kwake ndi kachulukidwe kake. Kuphatikiza apo, kuchuluka kwa zokutira kwa SiC kudawerengedwa motsatira fomula ili pansipa: VSiC=(m2-m1)/(Sxt)x100% VSiC=Chiyerekezo choyika; m2 - kulemera kwa zitsanzo zokutira (mg); m1 - kuchuluka kwa gawo lapansi (mg); Malo a S-pamwamba a gawo lapansi (mm2); t-nthawi yoyika (h). CVD-SiC ndi zovuta, ndipo ndondomeko akhoza mwachidule motere: pa kutentha, MTS adzakumana kuwola matenthedwe kupanga mpweya gwero ndi pakachitsulo gwero mamolekyu ang'onoang'ono. The carbon gwero mamolekyu ang'onoang'ono makamaka monga CH3, C2H2 ndi C2H4, ndi pakachitsulo gwero mamolekyu ang'onoang'ono makamaka SiCI2, SiCI3, etc.; izi mpweya gwero ndi pakachitsulo gwero mamolekyu ang'onoang'ono ndiye kunyamulidwa pamwamba pa gawo lapansi la graphite ndi chonyamulira mpweya ndi mpweya diluent, ndiyeno mamolekyu ang'onoang'ono awa adzakhala adsorbed pamwamba pa gawo lapansi mu mawonekedwe a adsorption, ndiyeno zochita za mankhwala zidzachitika pakati pa mamolekyu ang'onoang'ono kupanga madontho ang'onoang'ono ndi madontho ang'onoang'ono, ndipo madontho ang'onoang'ono amapangidwa ndi fumbi. zinthu zapakatikati (mafuta a HCl); Kutentha kukakwera mpaka 1000 ℃, kachulukidwe wa zokutira za SiC amakhala bwino kwambiri. Zitha kuwoneka kuti zokutira zambiri zimapangidwa ndi njere za SiC (pafupifupi 4μm kukula), koma zolakwika zina za SiC zamtundu wina zimapezekanso, zomwe zikuwonetsa kuti pamakhala kukula kolunjika kwa SiC pakutentha uku, ndipo zokutira sikuli wandiweyani mokwanira. Kutentha kukakwera mpaka 1100 ℃, zitha kuwoneka kuti zokutira za SiC ndizambiri, komanso zolakwika za SiC zatha. Chophimbacho chimapangidwa ndi tinthu tating'onoting'ono ta SiC tokhala ndi mainchesi pafupifupi 5 ~ 10μm, zomwe zimaphatikizidwa mwamphamvu. Pamwamba pa tinthu tating'onoting'ono tambirimbiri. Amapangidwa ndi mbewu zambiri za nano-scale SiC. M'malo mwake, njira yakukula kwa CVD-SiC pa 1100 ℃ yakhala yoyendetsedwa ndi anthu ambiri. Mamolekyu ang'onoang'ono omwe amawakomera pamwamba pa gawo lapansi amakhala ndi mphamvu ndi nthawi yokwanira kuti akhale nyukiliya ndikukula kukhala njere za SiC. Njere za SiC mofanana zimapanga madontho akulu. Pansi pa mphamvu ya pamwamba, madontho ambiri amawoneka ozungulira, ndipo madonthowo amaphatikizidwa mwamphamvu kuti apange zokutira wandiweyani wa SiC. Kutentha kukakwera kufika pa 1200 ℃, zokutira za SiC zimakhalanso wandiweyani, koma mawonekedwe a SiC amakhala ozungulira ndipo pamwamba pa zokutira kumawoneka movutikira. Kutentha kumawonjezeka mpaka 1300 ℃, tinthu tambiri tozungulira tozungulira tokhala ndi mainchesi pafupifupi 3μm timapezeka pamwamba pa gawo lapansi la graphite. Izi zili choncho chifukwa kutentha uku, SiC yasinthidwa kukhala gawo la mpweya, ndipo kuchuluka kwa kuwonongeka kwa MTS kumathamanga kwambiri. Mamolekyu ang'onoang'ono adachitapo kanthu ndikupangika kuti apange njere za SiC asanadziwike pamtunda. Mbewu zikapanga tinthu tating'onoting'ono tozungulira, timagwa pansi, zomwe zimapangitsa kuti tinthu tating'ono ta SiC tiwabisire ndi kusachulukira bwino. Mwachiwonekere, 1300 ℃ sangathe kugwiritsidwa ntchito monga kutentha kupanga wandiweyani SiC ❖ kuyanika. Kuyerekeza kokwanira kukuwonetsa kuti ngati zokutira zolimba za SiC ziyenera kukonzekera, kutentha kwabwino kwa CVD ndi 1100 ℃.
Chithunzi 3 chikuwonetsa kuchuluka kwa zokutira za CVD SiC pa kutentha kosiyanasiyana. Pamene kutentha kwapangidwe kumawonjezeka, mlingo wa kuyika kwa SiC wokutira umachepa pang'onopang'ono. Mlingo woyika pa 900 ° C ndi 0.352 mg · h-1 / mm2, ndipo kukula kolowera kwa ulusi kumabweretsa kutsika kofulumira kwambiri. Mlingo wa kuyika kwa zokutira ndi kachulukidwe kwambiri ndi 0.179 mg · h-1/mm2. Chifukwa cha kuyika kwa tinthu tating'ono ta SiC, kutsika kwa 1300 ° C ndikotsika kwambiri, kokha 0.027 mg·h-1/mm2. Kutsiliza: Kutentha kwabwino kwa CVD ndi 1100 ℃. Kutentha kochepa kumalimbikitsa kukula kwa SiC, pamene kutentha kwapamwamba kumapangitsa SiC kutulutsa nthunzi ndikupangitsa kuti ikhale yochepa. Ndi kuwonjezeka kutentha mafunsidwe, ndi mafunsidwe mlingo waCVD SiC zokutirapang'onopang'ono amachepetsa.
Nthawi yotumiza: May-26-2025