CVD法による炭素―炭化ケイ素傾斜機能材の組成分布制御

CVD法控制碳-碳化硅功能梯度材料的成分分布

• 批准号: 13750715
• 负责人: 河瀬 元明
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750715/
• 关键词: 化学気相成長法; 熱分解炭素; 傾斜機能材; プロパン; ジメチルジクロロシラン; 素反応シミュレーション; 反応モデル; 表面反応速度; C; Cコンポジット; 炭化ケイ素; CVD; 耐酸化性高温材料

細管型CVD反応器を用いて、熱分解炭素成膜実験を行った。気相における複合反応によって生じる種々の炭化水素ガスの影響を調べるために、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパン、プロピレン、n-ブタンを原料として、成膜実験ならびに気相反応生成物の分析と素反応シミュレーションを行った。気相反応分析の結果から、プロパンを原料とした場合、プロパンの分解により反応初期にプロピレン・エタンが生成し、さらに反応が進行するとプロピレン・エタンも減少し、エチレンとメタンが主な生成物となることがわかった。また、原料ガスの消費はほとんど気相反応によること、プロパンからの直接成膜だけでなく気相生成物からの成膜も無視できないことがわかった。気相反応素反応シミュレーションの結果を解析し、23個の主要な素反応からなる単純化気相反応モデルを提案した。気相シミュレーションによる成膜位置でのガス組成の推定値と成膜速度の実験結果から各種炭化水素の直接表面反応速度を定式化することに成功した。この気相反応モデルと表面反応速度式を用いて、計算した各種条件における成膜速度分布は実験値とよく一致した。また、プロパンを原料とした場合、広い反応率範囲にわたって成膜速度がほほ一定となる条件があることを見出すとともに、提案モデルによるシミュレーションの結果、この現象は、プロパンの直接表面反応速度が0次反応に近いこと、ならびに生成するn-ブタンからの直接成膜によって、原料消費による成膜速度の低下分が補われていることが明らかとなった。原料組成を変化させながら作製した炭素-炭化ケイ素傾斜材について、プロパンとジメチルジクロロシランを原料とする場合については、原料組成プロファイルから製品内の組成分布を予測することに成功した。

The thin film CVD reactor is used for thermal decomposition of carbon film. The influence of carbonization on the formation of carbon atoms in the reaction phase is regulated by the reaction phase, the reaction phase and the reaction phase. The results of reverse phase analysis include: raw materials, decomposition of raw materials, initial reaction, generation of raw materials, reduction of raw materials, decomposition of raw materials, and production of raw materials. For example, the raw material is consumed in the opposite direction, and the film is directly formed. The analysis of the results of the reverse phase analysis showed that 23 main reverse phase analysis methods were proposed. The estimation of film formation rate of the film formation position and the composition of the film formation position are successfully formulated. The film formation velocity distribution under various conditions is calculated by using the equation of surface reflection velocity. For example, when the raw material is used, the reaction rate range is high, and the film formation speed is constant. The condition is that the reaction rate range is constant, and the reaction rate range is constant. The reaction rate range is constant. Raw material consumption and film formation speed are low, which makes up for the lack of light. The composition of raw materials has been successfully predicted in the case of raw materials, such as carbon-carbon mixtures and carbon mixtures, and in the case of raw materials.