化学气相沉积法(CVD)能够在基材(工件)表面合成出碳化物、氧化物、氮化物、合金、单元素等,从而实现表面改性,其皮膜及合成原料的种类、合成温度、应用面等的范例如【表1】所示。
【表1】利用CVD法合成皮膜范例
皮膜 | 皮膜原料 | 合成温度(℃) | 应用 |
B | BCl3 | 350~400 | 耐热金属表面的硼化处理 |
950〜1200 | 包覆在石墨、耐热合金上 | ||
1200〜1450 | 包敷在W、Ta、Mo上,轴承 | ||
BBr | 550〜600 | 耐热金属表面的硼化处理 | |
C | CH4,H2 | 600〜2000 | C-C复合材料、金刚石的制造 |
Al | Al(C2H5)2 | 400 | Al+Al2O3的薄膜电阻体 |
Si | SiH4 | 640 | 太阳能电池 |
SiCl4 | 980〜1080 | 包覆在Ni基超合金上、耐腐蚀 | |
SiH4 | 950〜1250 | 包覆在石墨上、太阳能电池 | |
Nb | NbCl5 | 700〜1150 | 提高钢材耐腐蚀性 |
Mo | MoCl5 | 600〜1350 | 耐腐蚀皮膜 |
Ta | TaCl5 | 900〜950 | 耐腐蚀皮膜 |
W | WF6 | 560 | 提高钢材耐腐蚀性 |
WCl6 | 1000 | 包覆在石墨上,火箭喷嘴 | |
Ta-W | TaCl5,WCl6 | 950〜1200 | 枪身内表面处理 |
SiC | SiH4 | 1100〜1400 | 包覆在碳纤维上,SiC纤维 |
TiC | TiCl4 | 1100〜1800 | 包覆在石墨上,防止与金属发生反应 |
>1200 | 包覆在超硬合金上,刀具 | ||
ZrC | ZrCl4,CH4 | 1050〜1500 | 包覆在石墨上,提升隔热性 |
WC | WCl6、CH4 | 900〜1150 | 包覆在超硬合金上,刀具 |
W2C | WF6,C6H6 | 400〜700 | 包覆在钢材上 |
TiN | Fe,TiCl4,N2 | 1000 | 包覆在超硬合金上 |
Al2O3 | AlCl3,CO2,H2 | 850〜1100 | 包覆在超硬合金上 |
皮膜 | 皮膜原料 | 合成温度(℃) | 应用 |
例如,氮化钛膜是通过如下化学反应成膜。
4Fe(固体)+2TiCl4(气体)+N2(气体) → 2TiN(固体)+4FeCl2(气体)
1000℃