中温CVD-TiCN涂层的性能和应用

七十年代初,用含氮的有机化合物和TiCl4做试验,结果表明,可以在较低温度下采用化学气相沉积法沉积TiCN涂层,而当时工业上使用的是CH4-N2系统沉积TiCN涂层,其沉积温度比较高。

肯纳大学教材CVD截图

在有机C/N化合物当中,乙晴被选作工业规模生产方法的原始材料。

最近,工业上已开始认识到中温CVD-TiCN(MT-TiCN)涂层的价值。这项技术在许多情况下补充了当今已有的高温CVD方法(HT-CVD)和PVD方法。

下面介绍这种涂层方法的特点、涂层的性能和在工业上的应用情况。

一、涂层方法的特点

按照TiCl₄+CH₃CN+H₂一定的反应式,当沉积温度为850℃和780℃时,得到相应的涂层成分分别为Ti(C0.63,N0.37)和Ti(C0.54,N0.46),发现在较低温度下沉积得到的成分其含氮量较高,同时也说明加大在气体混合物中的CH₄的分压会降低沉积速率。

在温度约为600℃开始发生反应,这些表面反应一直保持到900℃,在温度较高的情况下,均匀的气相成核变得很重要,在600℃以下副反应形成的固态不稳定产品如TiCl₃、TiCl₄、CH₃CN复合物沉积在基体界面或渗入涂层内会使涂层在实际应用中失效。

在类似条件下,MT-TiCN涂层的增长速率是高温TiCN涂层(HT-TiCN)的3～5倍,由于乙晴-TiCl4系统的活性很高,增长速率不受基体材料的影响,碳通过涂层的扩散可忽略不计,这可以由显微试样的分析所证实,分析结果表明,在整个涂层厚度范围内C∶N为常数。

在温度较低的情况下(约750℃),沉积主要由表面动力学控制,而在温度较高的情况下,受物质迁移控制,使得在大型工业CVD反应器中沉积面积大于1m2和使涂层均匀性小于±15%变得困难,这种要求仅仅在使用低压反应器(小于100mbar)和旋转气体送进系统时才能满足。

肯纳大学教材关于CVD和MT-CVD技术对比截图

null

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。