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毕业设计(论文)外文资料翻译 学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 无机非金属材料科学与工程专业 姓 名： 闫智慧 学 号： 060604123 外文出处： ScienceDirect Ceramics International 35 (2009) 1877-1882 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语： 签名： 年 月 日 附件1：外文资料翻译译文 低温下通过CVD法在SiC基底上沉积得到的无定形硼碳化合物涂层的微观结构和沉积机理 摘要：在SiC基底上通过化学气相沉积方法（CVD）以CH4/BCl3/H2/Ar为原料混合在低温（900-1050℃）和低压（10KPa）条件下制备出α-硼碳化合物涂层。沉积涂层是用扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射（XRD），显微拉曼光谱，能量色散X射线能谱（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）的方法进行表征的。结果表明，沉积得到的这两种α-B4C涂层具有不同微观结构及相组成，而且沉积温度的影响显着。当沉积温度为1000℃和1050℃时，涂层显现出结节形态，而且硼含量相对较低。游离碳不均匀的分布在其中，与此相反，当沉积温度为900℃和950℃时，涂层呈现出比较平坦的形态，而且有一个均匀的内部结构和高硼含量。他们不包含游离碳。在本文最后，对导致微观结构和相组成差异的相关机制进行了讨论。 关键词：化学气相沉积；微观结构；碳化硼涂层；沉积机制 1 导言 由三层（SiC层，α -B4C层，Si-B-C层）组成的连续自封闭点阵，已经被研制用来改进SiC(f)/PyC(i)/[Si,C,B](m)复合材料的高温耐久性[1]。通过使用BCl3/CH4/H2前驱物，α -B4C可以渗入碳化硅纤维中。这种CVD法，通过使用在相对高温(T1000℃)下的冷壁反应，已被广泛研究，而且每个都有所降低[2-4]或大气压[5-7]。Vandenbulcke[6]提出了大型传质平衡模型并研究沉积机制和沉积物结构之间的关系。他指出，在严重违背均势和低温的条件下，沉积物结晶很差或呈非晶态。在Jansson团队[2]的研究中，热力学计算被应用在实验条件。计算结果显示，几乎蒸气中所有的甲烷都会反应形成结晶B4C和石墨，并且在不同异构时温度的影响很小。然而，这个理论预测没有通过实验证实。因此，他们推断，发生了远离均势和热力学模型的化学气相沉积法，不能充分描述实验的沉积条件。 陶瓷在纤维制品中的化学气相渗透需要一个低温低压下操作的热壁反应，用来促进关于化学反映速率的质量传递[8]，但是在先前的工作中，只有Hannache[10]和Berjonneau[11]等人的研究提出了B4C沉积的这些条件。Hannache主要研究B4C的CVD动力学过程。Berjonneau通过低温(800℃~1050℃)和低压(12kPa)下的热壁反应制备了α-B4C涂层，并且研究了相组成和沉积条件之间的关系，但并没有对微观结构特征进行报导。 微观结构对B4C性能的影响对工程应用关系重大。大部分关于CVD法制备的B4C的微观结构和相组成的研究都是在晶体材料上进行的[2,4,7]。据Olsson[12]的研究，低的沉积温度(1052℃)下制备的α-B4C结果表明，通过透射电镜分析呈极复杂的微观结构。Vandenbulcke[6]也发现，其制备的无定形硼碳化物涂层显出典型的结节形态。然而仍旧缺乏一个关于α-B4C涂层的微观结构和相组成的详细研究结果。Karaman[13,14]，使用冲击射流反应器，对从BCl3/CH4/H2上沉积的B4C涂层进行了系统的动力学研究，并提出了沉积机理。动力学分析表明，基体温度（1000 ℃~1400 ℃）对B4C的形成速率有重大影响，当入口流的CH4或BCl3的摩尔量增加的话， B4C的生成反应速率会提高。前面提到的沉积机理表明，B4C是通过一系列的表面反应制备的，这可以被描述为：BCl3以非游离态被吸附在表面，而H2和CH4则以游离态吸附。BC通过吸附的BCl3与以CH3(s)形式吸附的CH4反应，在固体表面上形成。制备的BC表现出一系列的连续反应，包括吸附BCl3和吸附氢形成B4C。 在本篇论文中，α -B4C涂层是以低温（900℃~1050℃）和低压（10kPa）为条件的热壁反应在SiC基底上沉积形成的，并对其微观结构和相组成