摘要:用化学气相沉积法(CVD)在石墨基体材料表面制备了C涂层和SiC涂层。采用丙烷、N2体系,沉积了C涂层;利用CH3SiCl3(MTS)-H2-Ar体系,沉积了SiC涂层。用X射线衍射仪(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)分析涂层的晶体结构和表面微观形貌。研究温度和气体流量对两种涂层的物相组成、微观结构的影响。结果表明:在1200~1400℃范围内,沉积产物为C涂层,随温度升高,晶粒尺寸增大,膜层厚度增加。只有当沉积温度高于1300℃时,温度高,反应活化能高,形核速度快,才能获得致密度较高的C涂层。温度对CVD SiC的显微形貌的影响大,在温度范围(1000~1300℃)下沉积的产物主要为SiC,随着温度在这个范围内由低到高变化,晶粒聚集状态有所变化,在1100℃附近是最密堆积,能形成致密的SiC涂层;当温度升高到1300℃以上时,生长的SiC晶体形貌发生改变;低温化学气相沉积时,涂层中Si过量,而高温时,C过量。随着气体流量的增加反应比较充分,沉积效果较好,丙烷流量在140L/h以下时涂层比较平整,均匀性较好;但当丙烷流量为160L/h时涂层比较粗糙,有明显的凸起,这是由于气体流速过大导致反应不充分,在许多凸凹不平的地方出现沉积。随着前驱体流量的增加,涂层的沉积速率加快,但是同时值得注意的一点是涂层与基体的结合并不是很好。以上现象的原因可能是因为沉积速率过快,前驱体流量过高导致最开始的涂层来不及在合适的位置沉积形核,还没来得及与基体充分接触渗透就已经反应结束被接下来的涂层所覆盖。采用C、SiC共沉积涂层作过渡层,涂层与石墨基体界面结合增强,改进效果显著;SiC涂层与石墨基体之间存在厚度较大的过渡区域,而且界面区域吻合相当好,涂层之间界限不明显,过渡区域平均厚度约2μm,过渡作用明显,沉积过程主要是逐渐改变前驱反应物的种类和流量,使沉积速率缓慢变化。