Si-BCNH-Cl 体系CVD 气相产物热力学数据的计算 - 现代技术陶瓷.PDF

第37 卷 第4 期 现 代 技 术 陶 瓷 Vol. 37 No. 4 2016 年8 月 Advanced Ceramics August 2016 中图分类号： O642 文献编号： 1005-1198 (2016) 04-0280-10 文献标识码： A DOI ： 10.16253/ki.37-1226/tq.2016.06.005 SiBCNHCl 体系CVD 气相产物 热力学数据的计算 1,2 1 1 任海涛 ，刘家臣 ，郭安然 1 天津大学先进陶瓷加工技术教育部重点实验室，天津300072 2 西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室，西安710072 摘要：本文采用基于量子力学的理论方法计算获得了Si–B–C–N–H–Cl 体系CVD 过程中所 有气相产物的热力学数据，包括分子在298.15 K ~ 2000 K 的标准摩尔热容，标准摩尔熵、标准 摩尔生成焓和标准摩尔生成吉布斯自由能等，为含Si–B–C–N–H–Cl 元素的任意先驱体体系反应 热力学研究提供了基础数据。 关键词：硅硼碳氮陶瓷；CVD ；热力学计算 连续纤维增韧非氧化物陶瓷基复合材料具有密度低、耐高温、优异力学、抗腐蚀和抗氧化性能， 在航空航天领域获得了广泛应用。含有硅 (Si) 、硼 (B) 、碳 (C) 、氮 (N) 等化学元素的二元或多元 非氧化物陶瓷 (如 SiC 、Si N 、BN 、Si-C-N 和 Si-B-C-N 等) 具有轻质、耐高温、抗热冲击、力学 3 4 性能高等优点，其中一些化合物还具有吸波透波功能，是结构功能一体化陶瓷基复合材料的优良基 [13] 体材料 。 化学气相沉积 (Chemical Vapor Deposition, CVD) 是制备陶瓷基复合材料界面、基体和涂层组元 的有效方法。利用CVD 方法制备无机材料的反应过程中涉及到的化学反应十分复杂，理解和掌握这 些反应的机理对于先驱体的选择、反应器的设计、工艺参数的优化以及材料的微观尺度设计都有极 其重要的意义。Si–B–C–N–H–Cl 体系中涉及到大量的气相产物，其中绝大多数气相产物由于存在寿 命短，活性高，实验难以测定，其热力学数据基本都为未知，仅通过传统实验方法研究其热力学特 性目前还很困难。 西北工业大学苏克和教授课题组基于量子化学理论结合精确模型化学方法分别对丙烯热解制备  收稿日期： 20160615 收到修改稿日期：20160618 基金项目： 国家自然科学基金 。 通讯作者： 任海涛 (1982 ), 男, 河北保定人, 博士后。E-mail: renht0929@163.com 。 第4 期 《现代技术陶瓷》 Advanced Ceramics, 2016, 37 (4): 280289  281  [4,5] [68] [9,10] 热解碳体系 、MTS 热解制备碳化硅 (SiC) 体系 、BCl CH H Ar 制备碳化硼(B C)体系 3 4 2 4