CH3SiCl3-H2前驱体化学气相沉积法制备SiC涂层

摘要：

目的 在石墨基座表面制备碳化硅(SiC)涂层,提高其抗氧化性和耐蚀性.方法 采用化学气相沉积(CVD)法在高纯石墨基体表面制备SiC涂层,结合热力学分析、SEM、XRD等分析测试方法,分析了SiC沉积过程中气相平衡组成在不同H2/MTS物质的量比时随温度变化的关系,研究了工艺参数对涂层沉积速率和组织形貌的影响,探讨了SiC涂层择优取向的形成机制.结果 随着沉积温度升高,SiC沉积过程中主要含碳和含硅中间产物发生转变(CH4→C2H2,SiHCl3、SiCl4→SiCl2).涂层沉积速率随温度升高而快速增大,受表面化学反应控制,此时β-SiC易沿着(111)晶面生长,从而形成<111>择优取向.随着沉积温度升高,涂层平均晶粒尺寸增大,同时晶粒尺寸的差异性增强,导致涂层表面粗糙度增大.当H2/MTS物质的量比较大时,单位体积内的MTS浓度降低,进而导致涂层沉积速率下降;随着H2/MTS物质的量比增大,涂层平均晶粒尺寸减小,同时晶粒尺寸的差异性降低,导致涂层表面粗糙度减小;H2/MTS物质的量比较小时,由于H2含量不足,基体表面C活性位点增多,易使涂层富碳.SEM图显示涂层表面致密,呈由砂砾状晶粒组成的菜花状形貌.结论 沉积温度为1150℃、H2/MTS物质的量比为15时,能够制备出高纯致密、表面粗糙度较小、沉积速率较快的CVD-SiC涂层.

关键词：CVD、SiC涂层、气相组分、沉积速率、组织形貌

所属期刊栏目：52

分类号：TG174.442(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：289-296,306