Grafit cu acoperire TaC

I. Explorarea parametrilor de proces

1. Sistemul TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Temperatura de depunere:

Conform formulei termodinamice, se calculează că atunci când temperatura este mai mare de 1273K, energia liberă Gibbs a reacției este foarte scăzută, iar reacția este relativ completă. Constanta de reacție KP este foarte mare la 1273K și crește rapid odată cu temperatura, iar rata de creștere încetinește treptat la 1773K.

Influența asupra morfologiei suprafeței acoperirii: Când temperatura nu este potrivită (prea mare sau prea mică), suprafața prezintă o morfologie de carbon liber sau pori liberi.

(1) La temperaturi ridicate, viteza de mișcare a atomilor sau grupurilor reactanți activi este prea mare, ceea ce va duce la o distribuție inegală în timpul acumulării materialelor, iar zonele bogate și cele sărace nu pot face o tranziție lină, rezultând pori.

(2) Există o diferență între viteza reacției de piroliză a alcanilor și viteza reacției de reducere a pentaclorurii de tantal. Carbonul de piroliză este excesiv și nu poate fi combinat cu tantalul în timp util, ceea ce duce la învelirea suprafeței în carbon.

Când temperatura este potrivită, suprafațaAcoperire TaCeste densă.

TaCParticulele se topesc și se agregă între ele, forma cristalină este completă, iar limita granulelor se schimbă ușor.

3. Raportul de hidrogen:

În plus, există mulți factori care afectează calitatea acoperirii:

-Calitatea suprafeței substratului

-Zăcământ de gaze de depunere

-Gradul de uniformitate al amestecului gazelor reactante

II. Defecte tipice aleacoperire cu carbură de tantal

1. Crăparea și decojirea stratului de acoperire

Coeficient de dilatare termică liniară CTE liniar:

2. Analiza defectelor:

(1) Cauză:

(2) Metoda de caracterizare

① Utilizați tehnologia de difracție cu raze X pentru a măsura deformația reziduală.

② Folosiți legea lui Hu Ke pentru a aproxima tensiunea reziduală.

(3) Formule conexe

3. Îmbunătățiți compatibilitatea mecanică dintre acoperire și substrat

(1) Acoperire de creștere in situ la suprafață

Tehnologie de depunere prin reacție termică și difuzie TRD

Procesul de sare topită

Simplificați procesul de producție

Reduceți temperatura de reacție

Cost relativ mai mic

Mai ecologic

Potrivit pentru producția industrială la scară largă

(2) Acoperire compozită de tranziție

Procesul de codepunere

boli cardiovasculare (BCV)proces

Acoperire multicomponentă

Combinând avantajele fiecărei componente

Ajustați flexibil compoziția și proporția stratului de acoperire

4. Tehnologia de depunere prin reacție termică și difuzie TRD

(1) Mecanismul de reacție

Tehnologia TRD este numită și proces de încorporare, care utilizează sistemul acid boric-pentoxid de tantal-fluorură de sodiu-oxid de bor-carbură de bor pentru a preparaacoperire cu carbură de tantal.

① Acidul boric topit dizolvă pentoxidul de tantal;

② Pentoxidul de tantal este redus la atomi de tantal activi și difuzează pe suprafața grafitului;

③ Atomii activi de tantal sunt adsorbiți pe suprafața grafitului și reacționează cu atomii de carbon pentru a formaacoperire cu carbură de tantal.

(2) Cheie de reacție

Tipul de acoperire cu carbură trebuie să îndeplinească cerința ca energia liberă de formare a oxidării elementului care formează carbura să fie mai mare decât cea a oxidului de bor.

Energia liberă Gibbs a carburii este suficient de scăzută (altfel se poate forma bor sau borură).

Pentoxidul de tantal este un oxid neutru. În boraxul topit la temperatură înaltă, acesta poate reacționa cu oxidul alcalin puternic (oxidul de sodiu) pentru a forma tantalat de sodiu, reducând astfel temperatura inițială de reacție.