化学气相沉积SiC涂层的制备及水热腐蚀行为

采用化学气相沉积法在高纯石墨块上制备SiC涂层,并进行水热腐蚀实验,研究化学气相沉积工艺、涂层形貌结构与涂层水热腐蚀行为的关系。结果表明:随稀释氢气流量增大,涂层平均晶粒尺寸减小,涂层出现游离Si的可能性增大,其耐水热腐蚀性能逐渐降低;随沉积温度从1 000℃升高至1 300℃,涂层结晶度和平均晶粒尺寸都先增大后减小,在沉积温度为1 200℃时获得最大值,水热腐蚀后涂层结构和晶粒形貌保持完好;随三氯甲基硅烷水浴温度升高,涂层的平均晶粒尺寸增大,50℃水浴温度下制备的涂层结晶度最差且被腐蚀得最严重。

沉积条件对化学气相沉积SiC涂层沉积速率的影响

通过计算流体力学(CFD)仿真软件对大长径比(长度为2250 mm,直径为280 mm)的立式化学气相沉积炉进行有限元建模,仿真分析反应温度、载气H_(2)流量、炉压和基体数量等不同工艺条件对化学气相沉积法(CVD)制备碳化硅(SiC)涂层沉积速率和沉积均匀性的影响。研究结果表明:当反应温度为900~1150℃时,随着温度升高,SiC涂层沉积速率也随之增大;当反应温度为1200~1350℃时,随着温度升高,SiC涂层沉积速率反而降低;当反应温度小于1200℃时,SiC涂层沉积较均匀;当反应温度高于1200℃时,沉积均匀性变得较差;随着炉压增大,SiC涂层沉积速率逐渐降低,均匀性也逐渐变差;随载气H_(2)流量增加,SiC涂层沉积速率逐渐增大,在载气H_(2)流量为1000~1200 mL/min的条件下,SiC涂层沉积比较均匀;随着基体数量增多,SiC涂层沉积速率逐渐降低,且沉积均匀性变差。CVD SiC实验对比验证了有限模型的可靠性。