Metoda pripreme uobičajenih grafitnih dijelova presvučenih TaC

DIO/1

CVD (Chemical Vapor Deposition) metoda:

Na 900-2300 ℃, koristeći TaCl₅i CnHm kao izvori tantala i ugljika, H₂ kao redukcijska atmosfera, Ar₂kao plin nosač, reakcijski taloženi film. Pripremljeni premaz je kompaktan, jednoličan i visoke čistoće. Međutim, postoje neki problemi kao što su komplicirani proces, skupi troškovi, teška kontrola protoka zraka i niska učinkovitost taloženja.

DIO/2

Metoda sinteriranja kaše:

Mulj koji sadrži izvor ugljika, izvor tantala, sredstvo za dispergiranje i vezivo nanosi se na grafit i nakon sušenja sinterira na visokoj temperaturi. Pripremljeni premaz raste bez pravilne orijentacije, ima nisku cijenu i pogodan je za proizvodnju velikih razmjera. Ostaje za istraživanje kako postići jednoliku i potpunu prevlaku na velikom grafitu, eliminirati nedostatke potpore i povećati snagu vezivanja prevlake.

DIO/3

Metoda prskanja plazmom:

TaC prah se topi plazma lukom na visokoj temperaturi, raspršuje u kapljice visoke temperature mlazom velike brzine i raspršuje na površinu grafitnog materijala. Lako je formirati oksidni sloj bez vakuuma, a potrošnja energije je velika.

 

Slika . Posuda za pločice nakon upotrebe u GaN epitaksijalno uzgojenom MOCVD uređaju (Veeco P75). Lijevo je obloženo TaC, a desno SiC.

Obložen TaCpotrebno je riješiti grafitne dijelove

DIO/1

Snaga vezivanja:

Koeficijent toplinske ekspanzije i druga fizička svojstva između TaC i ugljičnih materijala su različiti, čvrstoća lijepljenja premaza je niska, teško je izbjeći pukotine, pore i toplinski stres, a premaz se lako odlijepi u stvarnoj atmosferi koja sadrži trulež i ponovljeni proces dizanja i hlađenja.

DIO/2

Čistoća:

TaC premazmora biti ultra-visoke čistoće kako bi se izbjegle nečistoće i onečišćenje u uvjetima visoke temperature, a potrebno je dogovoriti standarde efektivnog sadržaja i standarde karakterizacije slobodnog ugljika i intrinzičnih nečistoća na površini i unutar punog premaza.

DIO/3

Stabilnost:

Otpornost na visoke temperature i otpornost na kemijsku atmosferu iznad 2300 ℃ najvažniji su pokazatelji za ispitivanje stabilnosti premaza. Rupice, pukotine, kutovi koji nedostaju i granice zrna s jednom orijentacijom lako uzrokuju prodiranje korozivnih plinova i njihovo prodiranje u grafit, što dovodi do kvara zaštite premaza.

DIO/4

Otpornost na oksidaciju:

TaC počinje oksidirati u Ta2O5 kada je iznad 500 ℃, a brzina oksidacije naglo raste s porastom temperature i koncentracije kisika. Površinska oksidacija počinje od granica zrna i malih zrna, te postupno stvara stupčaste kristale i slomljene kristale, što rezultira velikim brojem praznina i rupa, a infiltracija kisika se pojačava sve dok se premaz ne skine. Dobiveni oksidni sloj ima lošu toplinsku vodljivost i različite boje u izgledu.

DIO/5

Ujednačenost i hrapavost:

Neravnomjerna raspodjela površine premaza može dovesti do lokalne koncentracije toplinskog naprezanja, povećavajući rizik od pucanja i pucanja. Osim toga, hrapavost površine izravno utječe na interakciju između premaza i vanjskog okoliša, a prevelika hrapavost lako dovodi do povećanog trenja s pločicom i neravnomjernog toplinskog polja.

DIO/6

Veličina zrna:

Jednolika veličina zrna pomaže stabilnosti premaza. Ako je veličina zrna mala, veza nije čvrsta i lako se oksidira i korodira, što rezultira velikim brojem pukotina i rupa na rubu zrna, što smanjuje zaštitnu učinkovitost premaza. Ako je veličina zrna prevelika, ona je relativno gruba, a premaz se lako ljušti pod toplinskim naprezanjem.