بررسی عوامل موثر بر رسوب دهی شیمیایی فاز بخار (CVD) نانو نیترید سیلیسیم
Parallel Title Proper
Investigation of Factors affecting Chemical Vapor Deposition (CVD) of Nano Silicon Nitride
First Statement of Responsibility
/محمد پوراسمعیل
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: فنی مهندسی مکانیک
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۸
Name of Manufacturer
، افشاری
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۷۲ص
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی مواد-
Date of degree
۱۳۹۸/۰۶/۱۲
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
نیترید سیلیسیم با دارا بودن جمعی از خواص مطلوب مانند :استحکام پیوند بالا، مقاومت به شوک حرارتی خوب به دلیل ضریب انبساط حرارتی پایین ، مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون و پایداری شیمیایی، از ابتدای تولید مورد توجه محققان مختلف قرار گرفته و روش های مختلفی برای سنتز این ماده به کار گرفته شده است که از جمله این روش ها میصتوان به :نیتریداسیون مستقیم سیلیسیم ، روش سنتز احتراقی خود پیش رونده ، رسوب دهی شیمیایی فاز بخار ، روش کربوترمال، سنتز در فاز مایع و پیوند واکنشی اشاره کرد .ویژگی های این ماده امکان استفاده از آن در صنایع کلیدی مانند مخازن فشار رآکتورهای هسته ای وموتورهای جت گازی را فراهم میصآورد .در این پژوهش، روش رسوب دهی شیمیایی فاز بخار با توجه به خلوص بالای محصولات نهایی تولید شده، امکان پوشش سطوح بزرگ و لایه های ضخیم و امکان تولید محصولات ریزدانه به کار گرفته شد .تولید نیترید سیلیسیم با استفاده از واکنش بین سه گازSiCl۴ ، N۲و H۲ صدر راکتور لوله ای در دماهای۱۱۵۰,۱۲۵۰ و ۱۳۵۰و ۱۴۵۰ و نرخ کلی جریانcm ص-۱۲۷۰ -۳min ۱انجام شد .پارامترهای مختلفی همچون ترکیب گازهای واکنش دهنده، محل قرارگیری بستر در محفظه واکنش، دمای فرایند، سینتیک و زمان واکنش در این روش مورد بررسی قرار گرفت .برای بررسی فازی از دستگاه پراش اشعه ایکس استفاده شد و همچنین برای بررسی ساختاری، میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد استفاده قرار گرفت .نتایج نشان داد که با افزایش دما، در صورت قرارگیری بستر در موقعیت میانی راکتور سرعت رسوبصدهی Si۳N۴ بر روی بستر افزایش میصیابد .مطالعات سینتیکی نشان داد که در دماهای ۱۲۵۰ الی ۱۴۵۰ عامل کنترل کننده رسوبصدهی نفوذ و انتقال جرم میصباشد .با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شد که با کاهش دما از ۱۴۵۰ به ۱۲۵۰ و افزایش زمان رسوب دهی از ۱ ساعت به ۳ ساعت، اندازه بلورهای ایجاد شده افزایش میصیابد و در نهایت رسوبصدهی با دمای۱۴۵۰ ، زمان ۳ ساعت و ترکیب گازی SiCl۴:N۲:H۲ با نسبت (۴:۱۰۰:۱۰۰) به عنوان شرایط بهینه تعیین شد
Text of Note
Silicon nitride which contains a number of desirable properties such as: high bond strength, good thermal shock resistance due to low thermal expansion coefficient, good oxidation and chemical stability, have been considered by various researchers since the beginning of production and various methods for Synthesis of this material has been applied, including: direct nitridation of Silicon, Self-Propagating High-Temperature Synthesis, chemical vapor deposition, carbothermal, liquid-phase synthesis and reactive bonding. Features of this material allow it to be used in key industries such as pressure vessels, nuclear reactors and gas jet engines. In this research, the chemical vapor deposition method was applied due to the high purity of the final products, the possibility of coating large surfaces and thick layers and the possibility of producing fine products. Silicon nitride production was carried out using a reaction between three SiCl4, N2 and H2 gases in a tubular reactor at temperatures of 1150 , 1250 , 1350 and 1450 and an overall flow rate of 1270 cm-3min-1. Various parameters such as the composition of the reaction gases, the location of the bed in the reaction chamber, the process temperature, the kinetics, and the reaction time were investigated in this method. X-ray diffraction was used for phase analysis and Scanning Electron microscopy was also used for structural analysis. The results showed that with increasing temperature, the deposition rate of Si3N4 on the substrate increases with the bed in the middle position. Kinetic studies showed that at temperatures of 1250 to 1450 , the controlling factor for deposition, is diffusion. According to the scanning electron microscope images, it was found that by decreasing the temperature from 1450 to 1250 and increasing the deposition time from 1 hour to 3 hours, the size of the created crystals increases and eventually the deposition temperature is 1450, 3 hours and The SiCl4: N2: H2 gas composition (4: 100: 100) was determined as the optimum condition
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Investigation of Factors affecting Chemical Vapor Deposition (CVD) of Nano Silicon Nitride