Графит с покрытием из TaC

I. Исследование параметров процесса

1. Система TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Температура осаждения:

Согласно термодинамической формуле, рассчитано, что при температуре выше 1273 К свободная энергия Гиббса реакции очень низка, и реакция протекает относительно полно. Константа реакции KP очень велика при 1273 К и быстро возрастает с температурой, а скорость роста постепенно замедляется при 1773 К.

Влияние на морфологию поверхности покрытия: При неподходящей температуре (слишком высокой или слишком низкой) поверхность приобретает рыхлую углеродную структуру или имеет рыхлые поры.

(1) При высоких температурах скорость движения активных атомов или групп реагентов слишком высока, что приводит к неравномерному распределению при накоплении материалов, и богатые и бедные области не могут плавно переходить друг в друга, что приводит к образованию пор.

(2) Существует разница между скоростью реакции пиролиза алканов и скоростью реакции восстановления пентахлорида тантала. Пиролизный углерод является избыточным и не может вовремя соединиться с танталом, в результате чего поверхность покрывается углеродом.

При подходящей температуре поверхностьпокрытие TaCплотный.

ТаСЧастицы плавятся и объединяются друг с другом, кристаллическая форма формируется полностью, а переходы между границами зерен плавные.

3. Соотношение водорода:

Кроме того, на качество покрытия влияет множество факторов:

- Качество поверхности подложки

- Месторождение осадочного газа

- Степень однородности смешивания газов-реагентов

II. Типичные дефектыпокрытие из карбида тантала

1. Растрескивание и отслаивание покрытия.

Линейный коэффициент теплового расширения (ЛКТР):

2. Анализ дефектов:

(1) Причина:

(2) Метод характеризации

① Для измерения остаточной деформации используйте технологию рентгеновской дифракции.

② Используйте закон Ху Ке для аппроксимации остаточного напряжения.

(3) Связанные формулы

3. Повышение механической совместимости покрытия и подложки.

(1) Покрытие, полученное методом роста in situ на поверхности

Технология термореакционного осаждения и диффузии (ТРД)

процесс расплавленной соли

Упростите производственный процесс.

Снизьте температуру реакции.

Относительно более низкая стоимость

Более экологично

Подходит для крупномасштабного промышленного производства.

(2) Композитное переходное покрытие

Процесс соосаждения

ССВпроцесс

Многокомпонентное покрытие

Сочетание преимуществ каждого компонента

Гибкая регулировка состава и пропорций покрытия.

4. Технология термореакционного осаждения и диффузии (ТРД)

(1) Механизм реакции

Технология TRD также называется процессом встраивания и использует систему борная кислота-пентоксид тантала-фторид натрия-оксид бора-карбид бора для полученияпокрытие из карбида тантала.

① Расплавленная борная кислота растворяет пентоксид тантала;

② Пентаоксид тантала восстанавливается до активных атомов тантала и диффундирует по поверхности графита;

③ Активные атомы тантала адсорбируются на поверхности графита и реагируют с атомами углерода, образуяпокрытие из карбида тантала.

(2) Ключ реакции

Тип карбидного покрытия должен удовлетворять требованию, согласно которому свободная энергия образования окисления элемента, образующего карбид, должна быть выше, чем у оксида бора.

Свободная энергия Гиббса карбида достаточно низка (в противном случае может образоваться бор или борид).

Пентаоксид тантала — нейтральный оксид. В высокотемпературном расплавленном буре он может реагировать с сильнощелочным оксидом оксидом натрия, образуя танталат натрия, что снижает начальную температуру реакции.