Spôsob prípravy bežných grafitových dielov potiahnutých TaC

ČASŤ/1
Metóda CVD (Chemical Vapour Deposition):
Pri 900-2300 °C s použitím TaCl₅a CnHm ako zdroje tantalu a uhlíka, H2 ako redukčná atmosféra, Ar2 ako nosný plyn, reakčný depozičný film. Pripravený náter je kompaktný, rovnomerný a má vysokú čistotu. Existujú však niektoré problémy, ako je komplikovaný proces, drahé náklady, zložité riadenie prúdenia vzduchu a nízka účinnosť nanášania.
ČASŤ/2
Spôsob spekania v suspenzii:
Kaša obsahujúca zdroj uhlíka, zdroj tantalu, dispergačné činidlo a spojivo sa nanesie na grafit a po vysušení sa speká pri vysokej teplote. Pripravený náter rastie bez pravidelnej orientácie, má nízku cenu a je vhodný pre veľkosériovú výrobu. Zostáva preskúmať, ako dosiahnuť rovnomerný a úplný povlak na veľkom grafite, eliminovať defekty podpory a zvýšiť priľnavosť povlaku.
ČASŤ/3
Metóda plazmového striekania:
TaC prášok sa taví plazmovým oblúkom pri vysokej teplote, rozprašuje sa na vysokoteplotné kvapôčky vysokorýchlostným prúdom a nastrieka sa na povrch grafitového materiálu. Je ľahké vytvoriť oxidovú vrstvu bez vákua a spotreba energie je veľká.

 

Obrázok . Podnos na oblátky po použití v GaN epitaxnom zariadení MOCVD (Veeco P75). Ten vľavo je potiahnutý TaC a ten vpravo je potiahnutý SiC.

potiahnuté TaCgrafitové časti je potrebné vyriešiť

ČASŤ/1
Sila viazania:
Koeficient tepelnej rozťažnosti a ďalšie fyzikálne vlastnosti medzi TaC a uhlíkovými materiálmi sú rôzne, pevnosť spojenia povlaku je nízka, je ťažké vyhnúť sa prasklinám, pórom a tepelnému namáhaniu a povlak sa dá ľahko odlupovať v skutočnej atmosfére obsahujúcej hnilobu a opakovaný proces kysnutia a chladenia.
ČASŤ/2
čistota:
TaC povlakmusí mať ultra vysokú čistotu, aby sa predišlo nečistotám a znečisteniu v podmienkach vysokej teploty, a je potrebné dohodnúť účinné normy obsahu a normy charakterizácie voľného uhlíka a vnútorných nečistôt na povrchu a vo vnútri úplného náteru.
ČASŤ/3
Stabilita:
Odolnosť voči vysokej teplote a odolnosť voči chemickej atmosfére nad 2300 ℃ sú najdôležitejšie ukazovatele na testovanie stability náteru. Dierky, praskliny, chýbajúce rohy a hranice zŕn s jednou orientáciou môžu ľahko spôsobiť prenikanie korozívnych plynov a ich prenikanie do grafitu, čo vedie k zlyhaniu ochrany povlaku.
ČASŤ/4
Odolnosť proti oxidácii:
TaC sa začína oxidovať na Ta2O5, keď je nad 500 ℃ a rýchlosť oxidácie sa prudko zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a koncentráciou kyslíka. Povrchová oxidácia začína od hraníc zŕn a malých zŕn a postupne vytvára stĺpcovité kryštály a rozbité kryštály, čo vedie k veľkému počtu medzier a otvorov a infiltrácia kyslíka sa zintenzívňuje, kým sa povlak neodstráni. Výsledná oxidová vrstva má zlú tepelnú vodivosť a má rôznorodý vzhľad.
ČASŤ/5
Rovnomernosť a drsnosť:
Nerovnomerné rozloženie povrchu náteru môže viesť k lokálnej koncentrácii tepelného napätia, čím sa zvyšuje riziko praskania a odlupovania. Okrem toho drsnosť povrchu priamo ovplyvňuje interakciu medzi povlakom a vonkajším prostredím a príliš vysoká drsnosť ľahko vedie k zvýšenému treniu s plátkom a nerovnomernému tepelnému poľu.
ČASŤ/6
Veľkosť zrna:
Rovnomerná veľkosť zrna pomáha stabilite povlaku. Ak je veľkosť zrna malá, spoj nie je tesný a ľahko sa oxiduje a koroduje, čo vedie k veľkému počtu trhlín a dier na okraji zrna, čo znižuje ochranný výkon povlaku. Ak je veľkosť zrna príliš veľká, je pomerne drsná a povlak sa pri tepelnom namáhaní ľahko odlupuje.