Спосіб виготовлення звичайних графітових деталей із покриттям TaC

ЧАСТИНА/1
Метод CVD (хімічне осадження з парової фази):
При 900-2300 ℃, використовуючи TaCl₅і CnHm як джерела танталу та вуглецю, H₂ як відновна атмосфера, Ar₂як газ-носій, плівка реакційного осадження. Приготоване покриття є компактним, однорідним і має високу чистоту. Однак є деякі проблеми, такі як складний процес, висока вартість, складний контроль повітряного потоку та низька ефективність осадження.
ЧАСТИНА/2
Метод спікання шламу:
Суспензія, що містить джерело вуглецю, джерело танталу, диспергатор і сполучний, наноситься на графіт і спікається при високій температурі після сушіння. Готове покриття росте без правильної орієнтації, має низьку вартість і придатне для великосерійного виробництва. Залишається дослідити, щоб досягти рівномірного та повного покриття на великому графіті, усунути дефекти опори та підвищити силу з’єднання покриття.
ЧАСТИНА/3
Метод плазмового напилення:
Порошок TaC розплавляється за допомогою плазмової дуги при високій температурі, розпилюється на високотемпературні краплі високошвидкісним струменем і розпилюється на поверхню графітового матеріалу. Легко сформувати оксидний шар під невакуумом, і споживання енергії велике.

 

Малюнок . Вафельний лоток після використання в епітаксіально вирощеному GaN пристрої MOCVD (Veeco P75). Той, що ліворуч, покритий TaC, а той, що праворуч, покритий SiC.

Покриття TaCграфітові частини потрібно вирішити

ЧАСТИНА/1
Сила зв'язування:
Коефіцієнт теплового розширення та інші фізичні властивості між TaC і вуглецевими матеріалами відрізняються, міцність зв’язку покриття низька, важко уникнути тріщин, пор і теплового стресу, а покриття легко відшаровується в фактичній атмосфері, що містить гниль і повторний процес підйому та охолодження.
ЧАСТИНА/2
Чистота:
Покриття TaCмає бути надвисокої чистоти, щоб уникнути домішок і забруднення в умовах високої температури, і необхідно узгодити стандарти ефективного вмісту та стандарти характеристики вільного вуглецю та внутрішніх домішок на поверхні та всередині повного покриття.
ЧАСТИНА/3
Стабільність:
Стійкість до високих температур і стійкість до хімічної атмосфери вище 2300 ℃ є найважливішими показниками для перевірки стабільності покриття. Отвори, тріщини, відсутні кути та межі зерен з одною орієнтацією легко спричинити проникнення корозійних газів усередину графіту, що призведе до втрати захисту покриття.
ЧАСТИНА/4
Стійкість до окислення:
TaC починає окислюватися до Ta2O5, коли температура перевищує 500 ℃, і швидкість окислення різко зростає зі збільшенням температури та концентрації кисню. Поверхневе окислення починається з меж зерен і дрібних зерен і поступово утворює стовпчасті кристали та зламані кристали, що призводить до великої кількості проміжків і отворів, а інфільтрація кисню посилюється до зняття покриття. Отриманий оксидний шар має низьку теплопровідність і різноманітність кольорів на вигляд.
ЧАСТИНА/5
Рівномірність і шорсткість:
Нерівномірний розподіл поверхні покриття може призвести до локальної концентрації термічної напруги, збільшуючи ризик розтріскування та розколювання. Крім того, шорсткість поверхні безпосередньо впливає на взаємодію між покриттям і зовнішнім середовищем, а занадто висока шорсткість легко призводить до збільшення тертя об пластину і нерівномірного теплового поля.
ЧАСТИНА/6
Розмір зерна:
Рівномірний розмір зерен сприяє стабільності покриття. Якщо розмір зерна невеликий, з’єднання нещільне, його легко окислити та піддати корозії, що призводить до появи великої кількості тріщин і отворів на краю зерна, що знижує захисні властивості покриття. Якщо розмір зерна занадто великий, воно є відносно шорстким, і покриття легко відшарується під впливом термічної напруги.