Ընդհանուր TaC-ով ծածկված գրաֆիտի մասերի պատրաստման եղանակ

ՄԱՍ/1

CVD (Chemical Vapor Deposition) մեթոդ.

900-2300℃ ջերմաստիճանում, օգտագործելով TaCl₅և CnHm որպես տանտալի և ածխածնի աղբյուրներ, H2 որպես վերականգնող մթնոլորտ, Ar2 որպես կրող գազ, ռեակցիայի նստվածքային թաղանթ: Պատրաստված ծածկույթը կոմպակտ է, միատեսակ և բարձր մաքրություն: Այնուամենայնիվ, կան որոշ խնդիրներ, ինչպիսիք են բարդ գործընթացը, թանկ ծախսերը, դժվար օդի հոսքի վերահսկումը և նստվածքի ցածր արդյունավետությունը:

ՄԱՍ/2

Լոլրի սինթրման մեթոդ.

Ածխածնի աղբյուր, տանտալի աղբյուր, ցրող և կապող նյութ պարունակող ցեխը պատվում է գրաֆիտի վրա և չորացումից հետո բարձր ջերմաստիճանում ցողում: Պատրաստված ծածկույթը աճում է առանց կանոնավոր կողմնորոշման, ունի ցածր ինքնարժեք և հարմար է լայնածավալ արտադրության համար: Մնում է ուսումնասիրել խոշոր գրաֆիտի վրա միատեսակ և ամբողջական ծածկույթ ստանալու, աջակցության թերությունները վերացնելու և ծածկույթի կապող ուժը բարձրացնելու համար:

ՄԱՍ/3

Պլազմային ցողման մեթոդ.

TaC փոշին հալեցնում են պլազմային աղեղով բարձր ջերմաստիճանում, ատոմիզացվում են բարձր ջերմաստիճանի կաթիլների մեջ բարձր արագությամբ շիթով և ցողվում գրաֆիտի նյութի մակերեսին: Ոչ վակուումի տակ հեշտ է ձևավորել օքսիդային շերտ, և էներգիայի սպառումը մեծ է:

 

Նկար . Վաֆլի սկուտեղ GaN էպիտաքսիալ աճեցված MOCVD սարքում օգտագործելուց հետո (Veeco P75): Ձախ կողմը պատված է TaC-ով, իսկ աջը՝ SiC-ով:

TaC ծածկվածԳրաֆիտի մասերը պետք է լուծվեն

ՄԱՍ/1

Պարտադիր ուժ.

Ջերմային ընդարձակման գործակիցը և այլ ֆիզիկական հատկությունները TaC-ի և ածխածնային նյութերի միջև տարբեր են, ծածկույթի միացման ուժը ցածր է, դժվար է խուսափել ճաքերից, ծակոտիներից և ջերմային սթրեսից, իսկ ծածկույթը հեշտ է պոկվել իրական մթնոլորտում, որը պարունակում է փտում և կրկնվող բարձրացման և սառեցման գործընթացը:

ՄԱՍ/2

Մաքրություն:

TaC ծածկույթպետք է լինի ծայրահեղ բարձր մաքրություն՝ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում կեղտերից և աղտոտումից խուսափելու համար, և պետք է համաձայնեցվեն ազատ ածխածնի և ներքին կեղտերի արդյունավետ պարունակության չափանիշներն ու բնութագրման չափանիշները ամբողջական ծածկույթի մակերեսին և ներսում:

ՄԱՍ/3

Կայունություն:

Բարձր ջերմաստիճանի դիմադրությունը և 2300℃-ից բարձր քիմիական մթնոլորտի դիմադրությունը ծածկույթի կայունությունը ստուգելու ամենակարևոր ցուցանիշներն են: Անցքերը, ճեղքերը, բացակայող անկյունները և մեկ կողմնորոշված ​​հատիկների սահմանները հեշտ են առաջացնում քայքայիչ գազերի ներթափանցում և ներթափանցում գրաֆիտի մեջ, ինչը հանգեցնում է ծածկույթի պաշտպանության ձախողմանը:

ՄԱՍ/4

Օքսիդացման դիմադրություն.

TaC-ը սկսում է օքսիդանալ մինչև Ta2O5, երբ այն 500℃-ից բարձր է, և օքսիդացման արագությունը կտրուկ աճում է ջերմաստիճանի և թթվածնի կոնցենտրացիայի բարձրացման հետ: Մակերեւութային օքսիդացումը սկսվում է հատիկների սահմաններից և մանր հատիկներից և աստիճանաբար ձևավորում է սյունաձև բյուրեղներ և կոտրված բյուրեղներ, ինչի արդյունքում առաջանում են մեծ թվով բացեր և անցքեր, և թթվածնի ներթափանցումն ուժեղանում է մինչև ծածկույթը մերկանալ: Ստացված օքսիդային շերտն ունի վատ ջերմահաղորդականություն և տարբեր գույների տեսք:

ՄԱՍ/5

Միատեսակություն և կոշտություն.

Ծածկույթի մակերևույթի անհավասար բաշխումը կարող է հանգեցնել տեղական ջերմային սթրեսի համակենտրոնացման՝ մեծացնելով ճաքերի և փչանալու վտանգը: Բացի այդ, մակերևույթի կոշտությունն ուղղակիորեն ազդում է ծածկույթի և արտաքին միջավայրի փոխազդեցության վրա, իսկ չափազանց բարձր կոշտությունը հեշտությամբ հանգեցնում է վաֆլի հետ շփման և անհավասար ջերմային դաշտի:

ՄԱՍ/6

Հացահատիկի չափը:

Հացահատիկի միատեսակ չափը օգնում է ծածկույթի կայունությանը: Եթե ​​հատիկի չափը փոքր է, կապը ամուր չէ, և այն հեշտ է օքսիդացվել և կոռոզիայի ենթարկվել, ինչը հանգեցնում է հացահատիկի եզրին մեծ քանակությամբ ճաքերի և անցքերի, ինչը նվազեցնում է ծածկույթի պաշտպանիչ աշխատանքը: Եթե ​​հատիկի չափը չափազանց մեծ է, ապա այն համեմատաբար կոպիտ է, և ծածկույթը հեշտ է շերտավորվել ջերմային սթրեսի ժամանակ: