Графит с покрытием TaC

I. Исследование параметров процесса

1. Система TaCl5-C3H6-H2-Ar

2. Температура осаждения:

Согласно термодинамической формуле, подсчитано, что при температуре выше 1273К свободная энергия Гиббса реакции очень мала и реакция относительно завершена. Константа реакции KP очень велика при 1273К и быстро увеличивается с температурой, а скорость роста постепенно замедляется при 1773К.

Влияние на морфологию поверхности покрытия: Если температура неподходящая (слишком высокая или слишком низкая), поверхность имеет свободную углеродную морфологию или рыхлые поры.

(1) При высоких температурах скорость движения активных реагирующих атомов или групп слишком велика, что приведет к неравномерному распределению при накоплении материалов, а богатые и бедные области не смогут плавно переходить друг в друга, что приведет к образованию пор.

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

Когда температура подходящая, поверхностьпокрытие TaCплотный.

ТаСЧастицы плавятся и соединяются друг с другом, кристаллическая форма становится завершенной, а переходы границ зерен происходят плавно.

3. Соотношение водорода:

Кроме того, на качество покрытия влияет множество факторов:

-Качество поверхности подложки

- Месторождение газа

-Степень однородности смешивания реагирующих газов

II.Типичные дефектыпокрытие из карбида тантала

1. Растрескивание и отслоение покрытия

Коэффициент линейного теплового расширения (КТР):

2. Анализ дефектов:

(1) Причина:

(2) Метод характеристики

① Используйте технологию рентгеновской дифракции для измерения остаточной деформации.

② Используйте закон Ху Кэ для приблизительного определения остаточного напряжения.

(3) Связанные формулы

3.Улучшение механической совместимости покрытия и подложки.

(1) Покрытие для выращивания на месте

Технология термического реакционного осаждения и диффузии TRD

Процесс расплавленной соли

Упростить производственный процесс

Понизьте температуру реакции

Относительно более низкая стоимость

Более экологичный

Подходит для крупномасштабного промышленного производства

(2) Композитное переходное покрытие

Процесс совместного осаждения

ССЗпроцесс

Многокомпонентное покрытие

Объединение преимуществ каждого компонента

Гибко регулируйте состав и пропорции покрытия

4. Технология термического реакционного осаждения и диффузии TRD

(1) Механизм реакции

Технология TRD также называется процессом встраивания, в котором для приготовления используется система борная кислота-пентаоксид тантала-фторид натрия-оксид бора-карбид бора.покрытие из карбида тантала.

① Расплавленная борная кислота растворяет пентаоксид тантала;

② Пентаоксид тантала восстанавливается до активных атомов тантала и диффундирует на 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, чтобы свободная энергия окисления элемента, образующего карбид, была выше, чем у оксида бора.

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

Пентаоксид тантала — нейтральный оксид. В расплавленной буре при высокой температуре он может реагировать с сильным щелочным оксидом натрия, образуя танталат натрия, тем самым снижая начальную температуру реакции.