¿Cuál es la diferencia entre CVD TaC y TaC sinterizado?

1. ¿Qué es el carburo de tantalio?

El carburo de tantalio (TaC) es un compuesto binario compuesto de tantalio y carbono con la fórmula empírica TaCX, donde X suele variar en el rango de 0,4 a 1. Son materiales cerámicos refractarios conductores metálicos muy duros y quebradizos. Son polvos de color marrón grisáceo, normalmente sinterizados. Como material metalocerámico importante, el carburo de tantalio se utiliza comercialmente para herramientas de corte y, en ocasiones, se añade a aleaciones de carburo de tungsteno.

Figura 1. Materias primas de carburo de tantalio

La cerámica de carburo de tantalio es una cerámica que contiene siete fases cristalinas de carburo de tantalio. La fórmula química es TaC, red cúbica centrada en las caras.

Figura 2.Carburo de tantalio - Wikipedia

La densidad teórica es 1,44, el punto de fusión es 3730-3830 ℃, el coeficiente de expansión térmica es 8,3 × 10-6, el módulo elástico es 291 GPa, la conductividad térmica es 0,22 J/cm·S·C y el punto de fusión máximo del carburo de tantalio es aproximadamente 3880 ℃, dependiendo de la pureza y las condiciones de medición. Este valor es el más alto entre los compuestos binarios.

Figura 3.Deposición química de vapor de carburo de tantalio en TaBr5 y ndash

2. ¿Qué tan fuerte es el carburo de tantalio?

Al probar la dureza Vickers, la tenacidad a la fractura y la densidad relativa de una serie de muestras, se puede determinar que el TaC tiene las mejores propiedades mecánicas a 5,5 GPa y 1300 ℃. La densidad relativa, la tenacidad a la fractura y la dureza Vickers del TaC son 97,7%, 7,4MPam1/2 y 21,0GPa respectivamente.

El carburo de tantalio también se llama cerámica de carburo de tantalio, que es un tipo de material cerámico en un sentido amplio;Los métodos de preparación de carburo de tantalio incluyen.ECVmétodo, método de sinterización, etc. En la actualidad, el método CVD se utiliza más comúnmente en semiconductores, con alta pureza y alto costo.

3. Comparación entre carburo de tantalio sinterizado y carburo de tantalioECV

En la tecnología de procesamiento de semiconductores, el carburo de tantalio sinterizado y el carburo de tantalio por deposición química de vapor (CVD) son dos métodos comunes para preparar carburo de tantalio, que tienen diferencias significativas en el proceso de preparación, la microestructura, el rendimiento y la aplicación.

3.1 Proceso de preparación

Carburo de tantalio sinterizado: el polvo de carburo de tantalio se sinteriza a alta temperatura y alta presión para formar una forma. Este proceso implica la densificación del polvo, el crecimiento del grano y la eliminación de impurezas.

Carburo de tantalio CVD: el precursor gaseoso de carburo de tantalio se utiliza para reaccionar químicamente en la superficie del sustrato calentado y la película de carburo de tantalio se deposita capa por capa. El proceso CVD tiene buena capacidad de control del espesor de la película y uniformidad de composición.

3.2 Microestructura

Carburo de tantalio sinterizado: Generalmente, es una estructura policristalina con gran tamaño de grano y poros. Su microestructura se ve afectada por factores como la temperatura de sinterización, la presión y las características del polvo.

Carburo de tantalio CVD: suele ser una película policristalina densa con un tamaño de grano pequeño y puede lograr un crecimiento altamente orientado. La microestructura de la película se ve afectada por factores como la temperatura de deposición, la presión del gas y la composición de la fase gaseosa.

3.3 Diferencias de rendimiento

Figura 4. Diferencias de rendimiento entre TaC sinterizado y TaCECV

3.4 Aplicaciones

Carburo de tantalio sinterizado: Debido a su alta resistencia, alta dureza y resistencia a altas temperaturas, se usa ampliamente en herramientas de corte, piezas resistentes al desgaste, materiales estructurales de alta temperatura y otros campos. Por ejemplo, el carburo de tantalio sinterizado se puede utilizar para fabricar herramientas de corte como taladros y fresas para mejorar la eficiencia del procesamiento y la calidad de la superficie de la pieza.

Carburo de tantalioECV: Debido a sus propiedades de película delgada, buena adhesión y uniformidad, se usa ampliamente en dispositivos electrónicos, materiales de recubrimiento, catalizadores y otros campos. Por ejemplo, el carburo de tantalio CVD se puede utilizar como interconexiones para circuitos integrados, recubrimientos resistentes al desgaste y soportes de catalizadores.

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Figura 5. Productos de recubrimiento TaC más vendidos de VeTek Semiconductor

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