温度对化学气相沉积碳化硅涂层的影响

卢翠英^1,2，成来飞¹，赵春年¹，张立同¹，徐永东¹

1. 西北工业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室2. 榆林学院化工化学系

摘 要：以三氯甲基硅烷和氢气为气源,研究了化学气相沉积碳化硅过程中,温度（850-1350℃）对沉积速率、反应物消耗效应、涂层形貌和相结构的影响.用磁悬浮天平在线实时称量基体质量变化进行动力学研究;采用扫描电镜和X射线衍射对样品做了表征.结果表明,沉积过程存在四个控制机理:a区（<1000℃）为表面反应动力学控制;b区（1000-1050℃）主要是HCl对沉积的抑制作用;c区（1050-1300℃）是表面化学反应和传质共同控制;d（>1300℃）为传质为限速步骤.由于不同的控制机制,导致所得涂层的形貌存在差异.含碳含硅中间物质浓度的减小、HCl增多和MTS的分解共同导致反应物消耗效应.涂层由热解碳和碳化硅两相组成,温度的升高使热解碳相减少,碳硅比接近1.

关键词：控制机理;碳化硅;化学气相沉积;