ผลกระทบของอุณหภูมิต่อการเคลือบ CVD-SiC

การตกสะสมไอสารเคมี (CVD) เป็นเทคนิคอเนกประสงค์สำหรับการผลิตการเคลือบคุณภาพสูงสำหรับการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรม เช่น การบินและอวกาศ อิเล็กทรอนิกส์ และวัสดุศาสตร์ การเคลือบ CVD-SiC ขึ้นชื่อในด้านคุณสมบัติพิเศษ เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง ความแข็งแรงเชิงกล และความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม กระบวนการเจริญเติบโตของ CVD-SiC มีความซับซ้อนสูงและไวต่อพารามิเตอร์หลายตัว โดยอุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญ ในบทความนี้ เราจะสำรวจผลกระทบของอุณหภูมิต่อการเคลือบ CVD-SiC และความสำคัญของการเลือกอุณหภูมิการสะสมที่เหมาะสม

กระบวนการเจริญเติบโตของ CVD-SiC ค่อนข้างซับซ้อน และสามารถสรุปกระบวนการได้ดังนี้ ที่อุณหภูมิสูง MTS จะถูกสลายด้วยความร้อนเพื่อสร้างโมเลกุลคาร์บอนและซิลิคอนขนาดเล็ก โมเลกุลแหล่งกำเนิดคาร์บอนหลักคือ CH3, C2H2 และ C2H4 และ โมเลกุลแหล่งซิลิคอนหลักคือ SiCl2 และ SiCl3 เป็นต้น จากนั้นโมเลกุลคาร์บอนและซิลิคอนขนาดเล็กเหล่านี้จะถูกขนส่งโดยตัวพาและก๊าซเจือจางไปยังบริเวณพื้นผิวของสารตั้งต้นกราไฟท์ จากนั้นจะถูกดูดซับในรูปของสถานะตัวดูดซับ โมเลกุลขนาดเล็กเหล่านี้จะถูกส่งไปที่พื้นผิวของสารตั้งต้นกราไฟท์โดยก๊าซตัวพาและก๊าซเจือจาง จากนั้นโมเลกุลขนาดเล็กเหล่านี้จะถูกดูดซับบนพื้นผิวของสารตั้งต้นในรูปของสถานะการดูดซับ จากนั้นโมเลกุลขนาดเล็กจะทำปฏิกิริยากับแต่ละโมเลกุล อื่น ๆ เพื่อสร้างหยดเล็ก ๆ และเติบโตขึ้นและหยดก็จะรวมเข้าด้วยกันและปฏิกิริยาจะมาพร้อมกับการก่อตัวของผลพลอยได้ระดับกลาง (ก๊าซ HCl) เนื่องจากพื้นผิวของสารตั้งต้นกราไฟท์มีอุณหภูมิสูง ก๊าซที่อยู่ตรงกลางจะถูกขับออกจากพื้นผิวของสารตั้งต้น จากนั้น C และ Si ที่เหลือจะก่อตัวเป็นสถานะของแข็ง ในที่สุด C และ Si ที่เหลืออยู่บนพื้นผิวของสารตั้งต้นจะก่อตัวเป็น SiC เฟสของแข็งเพื่อสร้างการเคลือบ SiC

อุณหภูมิในการเคลือบ CVD-SiCกระบวนการเป็นตัวแปรสำคัญที่ส่งผลต่ออัตราการเติบโต ความเป็นผลึก ความสม่ำเสมอ การก่อตัวของผลพลอยได้ ความเข้ากันได้ของสารตั้งต้น และต้นทุนด้านพลังงาน การเลือกอุณหภูมิที่เหมาะสมในกรณีนี้คือ 1100°C แสดงถึงการแลกเปลี่ยนระหว่างปัจจัยเหล่านี้เพื่อให้ได้คุณภาพและคุณสมบัติการเคลือบที่ต้องการ