Méthode de préparation des pièces courantes en graphite revêtues de TaC

PARTIE/1
Méthode CVD (Chemical Vapor Deposition) :
À 900-2300℃, en utilisant TaCl₅et CnHm comme sources de tantale et de carbone, H₂ comme atmosphère réductrice, Ar₂ comme gaz porteur, film de dépôt réactionnel. Le revêtement préparé est compact, uniforme et de haute pureté. Cependant, il existe certains problèmes tels qu'un processus compliqué, un coût élevé, un contrôle difficile du flux d'air et une faible efficacité de dépôt.
PARTIE/2
Méthode de frittage en boue :
La suspension contenant une source de carbone, une source de tantale, un dispersant et un liant est appliquée sur le graphite et frittée à haute température après séchage. Le revêtement préparé pousse sans orientation régulière, est peu coûteux et convient à une production à grande échelle. Il reste à explorer pour obtenir un revêtement uniforme et complet sur du graphite de grande taille, éliminer les défauts de support et améliorer la force de liaison du revêtement.
PARTIE/3
Méthode de pulvérisation plasma :
La poudre de TaC est fondue par arc plasma à haute température, atomisée en gouttelettes à haute température par jet à grande vitesse et pulvérisée sur la surface du matériau graphite. Il est facile de former une couche d’oxyde sans vide et la consommation d’énergie est importante.

 

Chiffre . Plateau de plaquettes après utilisation dans un dispositif MOCVD à croissance épitaxiale GaN (Veeco P75). Celui de gauche est recouvert de TaC et celui de droite est recouvert de SiC.

Revêtement TaCles pièces en graphite doivent être résolues

PARTIE/1
Force contraignante :
Le coefficient de dilatation thermique et d'autres propriétés physiques entre le TaC et les matériaux carbonés sont différents, la force de liaison du revêtement est faible, il est difficile d'éviter les fissures, les pores et les contraintes thermiques, et le revêtement est facile à décoller dans l'atmosphère réelle contenant de la pourriture et processus de montée et de refroidissement répétés.
PARTIE/2
Pureté:
revêtement TaCdoit être d'une très haute pureté pour éviter les impuretés et la pollution dans des conditions de température élevée, et les normes de teneur efficaces et les normes de caractérisation du carbone libre et des impuretés intrinsèques à la surface et à l'intérieur du revêtement complet doivent être convenues.
PARTIE/3
Stabilité:
La résistance aux températures élevées et à l’atmosphère chimique supérieure à 2 300 ℃ sont les indicateurs les plus importants pour tester la stabilité du revêtement. Les trous d'épingle, les fissures, les coins manquants et les joints de grains à orientation unique provoquent facilement la pénétration et la pénétration de gaz corrosifs dans le graphite, entraînant une défaillance de la protection du revêtement.
PARTIE/4
Résistance à l'oxydation :
TaC commence à s'oxyder en Ta2O5 lorsqu'il est supérieur à 500 ℃, et le taux d'oxydation augmente fortement avec l'augmentation de la température et de la concentration en oxygène. L'oxydation de surface commence à partir des joints de grains et des petits grains, et forme progressivement des cristaux colonnaires et des cristaux brisés, entraînant un grand nombre de lacunes et de trous, et l'infiltration d'oxygène s'intensifie jusqu'à ce que le revêtement soit décapé. La couche d'oxyde résultante a une mauvaise conductivité thermique et une variété de couleurs en apparence.
PARTIE/5
Uniformité et rugosité :
Une répartition inégale de la surface du revêtement peut entraîner une concentration locale de contraintes thermiques, augmentant ainsi le risque de fissuration et d'effritement. De plus, la rugosité de la surface affecte directement l'interaction entre le revêtement et l'environnement externe, et une rugosité trop élevée entraîne facilement une friction accrue avec la tranche et un champ thermique inégal.
PARTIE/6
Taille des grains :
La granulométrie uniforme contribue à la stabilité du revêtement. Si la granulométrie est petite, la liaison n'est pas étanche et il est facile de s'oxyder et de se corroder, ce qui entraîne un grand nombre de fissures et de trous dans le bord du grain, ce qui réduit les performances de protection du revêtement. Si la granulométrie est trop grosse, elle est relativement rugueuse et le revêtement s'écaille facilement sous l'effet d'une contrainte thermique.