以BCl3-NH3-H2-N2为前驱体系统,在垂直放置的热壁反应器中利用化学气相沉积工艺制备氮化硼(BN)涂层,分析了工艺参数对沉积速率的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射技术(XRD)分析了碳化硅纤维表面BN涂层的形貌和微观结构,提出了BN沉积过程中主要的气相和表面反应,以及关键气相组分.研究结果显示:在600～850℃的范围内,随着沉积温度的升高,BN沉积速率逐渐加快,同一温度下,沉积区域内BN沉积速率沿气流方向逐渐减缓,表明气相组分在气流方向逐渐消耗;随着系统压力的提高,BN沉积速率先加快后减缓,表明沉积过程由表面反应控制转变为质量传输控制;随滞留时间延长,距气体入口1～3 cm处,BN的沉积速率逐渐增大,而距气体入口4～5 cm处,沉积速率先增大后逐渐变小.SEM照片显示碳化硅纤维表面BN涂层光滑致密,XPS结果表明主要成分为BN及氧化产物B2O3,XRD图谱表明热处理前BN为无定形态,1200℃热处理后BN的结晶度提高,并向六方形态转变.BN的沉积是由BCl3和NH3反应所生成的中间气相组分Cl2BNH2、ClB(NH2)2和B(NH2)3来实现的.
化学气相沉积 氮化硼 沉积速率 微观结构 沉积过程