Método de preparación de piezas de grafito recubiertas de TaC comunes.

PARTE/1
Método CVD (deposición química de vapor):
A 900-2300 ℃, usando TaCl₅y CnHm como tantalio y fuentes de carbono, H₂ como atmósfera reductora, Ar₂ como gas portador, película de deposición de reacción. El recubrimiento preparado es compacto, uniforme y de alta pureza. Sin embargo, existen algunos problemas, como un proceso complicado, un coste elevado, un control del flujo de aire difícil y una baja eficiencia de deposición.
PARTE/2
Método de sinterización de lodos:
La suspensión que contiene una fuente de carbono, una fuente de tantalio, un dispersante y un aglutinante se recubre sobre el grafito y se sinteriza a alta temperatura después del secado. El recubrimiento preparado crece sin orientación regular, tiene un bajo costo y es adecuado para la producción a gran escala. Queda por explorar para lograr un recubrimiento uniforme y completo en grafito de gran tamaño, eliminar defectos de soporte y mejorar la fuerza de unión del recubrimiento.
PARTE/3
Método de pulverización de plasma:
El polvo de TaC se funde mediante un arco de plasma a alta temperatura, se atomiza en gotas de alta temperatura mediante un chorro de alta velocidad y se rocía sobre la superficie del material de grafito. Es fácil formar una capa de óxido sin vacío y el consumo de energía es grande.

 

Cifra . Bandeja de oblea después de su uso en un dispositivo MOCVD de cultivo epitaxial de GaN (Veeco P75). El de la izquierda está recubierto con TaC y el de la derecha está recubierto con SiC.

recubierto de TaCLas piezas de grafito necesitan ser resueltas.

PARTE/1
Fuerza vinculante:
El coeficiente de expansión térmica y otras propiedades físicas entre el TaC y los materiales de carbono son diferentes, la fuerza de unión del recubrimiento es baja, es difícil evitar grietas, poros y estrés térmico, y el recubrimiento es fácil de desprender en la atmósfera real que contiene podredumbre y proceso repetido de ascenso y enfriamiento.
PARTE/2
Pureza:
revestimiento de TaCdebe tener una pureza ultra alta para evitar impurezas y contaminación en condiciones de alta temperatura, y se deben acordar los estándares de contenido efectivos y los estándares de caracterización de carbono libre e impurezas intrínsecas en la superficie y el interior del recubrimiento completo.
PARTE/3
Estabilidad:
La resistencia a altas temperaturas y la resistencia a atmósferas químicas superiores a 2300 ℃ son los indicadores más importantes para probar la estabilidad del recubrimiento. Los poros, las grietas, las esquinas faltantes y los límites de grano de orientación única hacen que los gases corrosivos penetren y penetren fácilmente en el grafito, lo que provoca fallas en la protección del recubrimiento.
PARTE/4
Resistencia a la oxidación:
TaC comienza a oxidarse a Ta2O5 cuando está por encima de 500 ℃, y la tasa de oxidación aumenta bruscamente con el aumento de la temperatura y la concentración de oxígeno. La oxidación de la superficie comienza desde los límites de los granos y los granos pequeños, y gradualmente forma cristales columnares y cristales rotos, lo que resulta en una gran cantidad de espacios y agujeros, y la infiltración de oxígeno se intensifica hasta que se elimina el recubrimiento. La capa de óxido resultante tiene una mala conductividad térmica y una variedad de colores en apariencia.
PARTE/5
Uniformidad y rugosidad:
La distribución desigual de la superficie del recubrimiento puede provocar una concentración local de tensión térmica, lo que aumenta el riesgo de agrietamiento y desconchado. Además, la rugosidad de la superficie afecta directamente la interacción entre el recubrimiento y el entorno externo, y una rugosidad demasiado alta conduce fácilmente a una mayor fricción con la oblea y un campo térmico desigual.
PARTE/6
Tamaño de grano:
El tamaño de grano uniforme ayuda a la estabilidad del recubrimiento. Si el tamaño del grano es pequeño, la unión no es firme y es fácil oxidarse y corroerse, lo que resulta en una gran cantidad de grietas y agujeros en el borde del grano, lo que reduce el rendimiento protector del recubrimiento. Si el tamaño del grano es demasiado grande, es relativamente rugoso y el recubrimiento se desprende fácilmente bajo estrés térmico.