金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法制備氧化釔涂層的探索研究.pdf

1、Y2O3熱穩(wěn)定性好、在高溫下與鈾及其合金化學(xué)穩(wěn)定性好，是公認(rèn)的熔鑄鈾和鈾合金用石墨坩堝的有效阻碳涂層。目前，制備Y2O3涂層的主要方法有刷涂法、熱噴涂法、等離子噴涂法，但這些方法不能滿足涂層對(duì)厚度、結(jié)合強(qiáng)度、完整性的要求。金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)是一種先進(jìn)的涂層制備方法，采用此方法制備的涂層具有質(zhì)量高、完整性好、厚度易于控制等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)鈾合金熔煉用石墨模具的高溫阻碳涂層，探索MOCVD制備Y2O3涂層的可行性。主要研究?jī)?nèi)

2、容與研究結(jié)果如下： (1)通過對(duì)前驅(qū)體Y(TMHD)3CVD相關(guān)性質(zhì)的研究及實(shí)驗(yàn)探索，研制了MOCVD制備Y2O3涂層的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。研究表明，采用沉積區(qū)加熱體與石英管沉積腔分離、前驅(qū)體靠沉積區(qū)輻射加熱、無真空系統(tǒng)的臥式反應(yīng)爐可以滿足要求。 (2)通過對(duì)Y2O3涂層成分和微結(jié)構(gòu)的分析，研究了MOCVD工藝參數(shù)對(duì)涂層質(zhì)量的影響規(guī)律： 1)前驅(qū)體Y(TMHD)3在沉積區(qū)的濃度直接影響涂層的沉積，只有當(dāng)前驅(qū)體濃度超過飽和濃

3、度時(shí)，才能制備出與基底結(jié)合良好的涂層； 2)沉積涂層的質(zhì)量隨溫度升高而變好，700℃沉積的涂層與600℃和650℃沉積的涂層相比，缺陷減少，涂層與基底結(jié)合較好；沉積溫度會(huì)影響涂層晶粒類型，在CVDSiC基底上700℃沉積涂層晶粒呈柱狀晶形，600℃和650℃沉積涂層為等軸晶形； 3)基底類型影響涂層質(zhì)量，在石英基底上沉積涂層最致密，與基底結(jié)合最緊密；基底類型不同導(dǎo)致沉積涂層的溫度范圍的差異，對(duì)于石英基底，沉積出Y2O3涂