气体流量对LPCVD ZrC涂层结构和沉积机理的影响

利用低压化学气相沉积(LPCVD)工艺,采用Zr-Br2-C3H6-H2-Ar反应体系,在1200℃下,于石墨基底表面制备了ZrC涂层。研究了气体流量对ZrC涂层微观形貌和沉积机理的影响。结果表明,随着气体流量由200 mL/min向1000 mL/min增大,涂层的沉积速率先增大后减小,在800 mL/min时达到极值,极大值为3.37×10-3g·cm-2·h-1。同时,涂层的择优取向发生了明显的变化,在600~800 mL/min范围内,涂层具有稳定且强烈的(200)晶面择优取向。XPS分析结果表明,沉积产物中的C/Zr比也随气体流量的增大,相应的由0.85快速地升高到1.49。当气体流量为200 mL/min时,涂层致密光滑,ZrC晶粒具有典型的等轴晶结构特征;当气体流量为400~800 mL/min时,涂层光滑平坦,ZrC晶粒具有规则的四面体结构;当气体流量为1000 mL/min时,涂层表面存在着大量不规则的岛状、弓状颗粒。基底表面边界层厚度的变化是影响涂层沉积过程的主要因素。