Qual è la differenza tra TaC CVD e TaC sinterizzato?

1. Cos'è il carburo di tantalio?

Il carburo di tantalio (TaC) è un composto binario composto da tantalio e carbonio con la formula empirica TaCX, dove X varia solitamente nell'intervallo da 0,4 a 1. Sono materiali ceramici refrattari conduttivi metallici molto duri e fragili. Sono polveri di colore grigio-marrone, solitamente sinterizzate. Essendo un importante materiale metallo-ceramico, il carburo di tantalio viene utilizzato commercialmente per utensili da taglio e talvolta viene aggiunto alle leghe di carburo di tungsteno.

Figura 1. Materie prime di carburo di tantalio

La ceramica al carburo di tantalio è una ceramica contenente sette fasi cristalline di carburo di tantalio. La formula chimica è TaC, reticolo cubico a facce centrate.

Figura 2.Carburo di tantalio - Wikipedia

La densità teorica è 1,44, il punto di fusione è 3730-3830℃, il coefficiente di dilatazione termica è 8,3×10-6, il modulo elastico è 291GPa, la conduttività termica è 0,22J/cm·S·C e il punto di picco di fusione del carburo di tantalio è circa 3880℃, a seconda della purezza e delle condizioni di misurazione. Questo valore è il più alto tra i composti binari.

Figura 3.Deposizione chimica da fase vapore del carburo di tantalio nel TaBr5&ndash

2. Quanto è forte il carburo di tantalio?

Testando la durezza Vickers, la resistenza alla frattura e la densità relativa di una serie di campioni, è possibile determinare che TaC ha le migliori proprietà meccaniche a 5,5 GPa e 1300 ℃. La densità relativa, la resistenza alla frattura e la durezza Vickers del TaC sono rispettivamente 97,7%, 7,4 MPam1/2 e 21,0 GPa.

Il carburo di tantalio è anche chiamato ceramica al carburo di tantalio, che è un tipo di materiale ceramico in senso lato;i metodi di preparazione del carburo di tantalio includonoCVDmetodo, metodo di sinterizzazione, ecc. Attualmente, il metodo CVD è più comunemente utilizzato nei semiconduttori, con elevata purezza e costi elevati.

3. Confronto tra carburo di tantalio sinterizzato e carburo di tantalioCVD

Nella tecnologia di lavorazione dei semiconduttori, il carburo di tantalio sinterizzato e il carburo di tantalio con deposizione chimica da fase vapore (CVD) sono due metodi comuni per la preparazione del carburo di tantalio, che presentano differenze significative nel processo di preparazione, nella microstruttura, nelle prestazioni e nell'applicazione.

3.1 Processo di preparazione

Carburo di tantalio sinterizzato: la polvere di carburo di tantalio viene sinterizzata ad alta temperatura e alta pressione per formare una forma. Questo processo prevede la densificazione delle polveri, la crescita dei grani e la rimozione delle impurità.

Carburo di tantalio CVD: il precursore gassoso del carburo di tantalio viene utilizzato per reagire chimicamente sulla superficie del substrato riscaldato e la pellicola di carburo di tantalio viene depositata strato dopo strato. Il processo CVD ha una buona capacità di controllo dello spessore del film e uniformità della composizione.

3.2 Microstruttura

Carburo di tantalio sinterizzato: generalmente è una struttura policristallina con granulometria e pori di grandi dimensioni. La sua microstruttura è influenzata da fattori quali la temperatura di sinterizzazione, la pressione e le caratteristiche della polvere.

Carburo di tantalio CVD: solitamente è un film policristallino denso con granulometria piccola e può raggiungere una crescita altamente orientata. La microstruttura del film è influenzata da fattori quali la temperatura di deposizione, la pressione del gas e la composizione della fase gassosa.

3.3 Differenze di prestazioni

Figura 4. Differenze prestazionali tra TaC sinterizzato e TaCCVD

3.4 Applicazioni

Carburo di tantalio sinterizzato: Grazie alla sua elevata resistenza, elevata durezza e resistenza alle alte temperature, è ampiamente utilizzato in utensili da taglio, parti resistenti all'usura, materiali strutturali ad alta temperatura e altri campi. Ad esempio, il carburo di tantalio sinterizzato può essere utilizzato per produrre utensili da taglio come trapani e frese per migliorare l'efficienza della lavorazione e la qualità della superficie delle parti.

Carburo di tantalioCVD: Grazie alle sue proprietà di film sottile, buona adesione e uniformità, è ampiamente utilizzato in dispositivi elettronici, materiali di rivestimento, catalizzatori e altri campi. Ad esempio, il carburo di tantalio CVD può essere utilizzato come interconnessioni per circuiti integrati, rivestimenti resistenti all'usura e supporti di catalizzatori.

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