عنوان

بررسی سینتیک رسوب دهی پوشش ‮‭SiC‬ اعمال شده به روش رسوب‌د هی شیمیایی فاز بخار ‮‭(CVD)‬ بر روی کامپوزیت کربن-کربن

Number

‭۱۲۸۹۹پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی سینتیک رسوب دهی پوشش ‮‭SiC‬ اعمال شده به روش رسوب‌د هی شیمیایی فاز بخار ‮‭(CVD)‬ بر روی کامپوزیت کربن-کربن

First Statement of Responsibility

/ناصرحسینی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: دانشکده فنی مهندسی مکانیک

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۸۲‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

در رشته مهندسی مواد، گرایش سرامیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۲/۱۲/۲۵‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

در این پژوهش سینتیک رسوب‌صدهی پوشش ‮‭SiC‬ اعمال شده به روش رسوب‌صدهی شیمیایی فاز بخار ‮‭(CVD)‬ بر روی کامپوزیت کربن-کربن بررسی شده است .کامپوزیت‌صصهای کربن-کربن مواد پیشرفته‌صای هستند که خواص ویژه‌ای مانند وزن کم، استحکام دما بالا، رسانایی حرارتی بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی بالا و مقاومت فرسایش دما بالای مناسبی دارند .مهمترین نقص این کامپوزیت‌صها اکسیداسیون در دماهای بالای ‮‭۵۰۰‬ است که با استفاده از اعمال پوشش ‮‭SiC‬ می‌صتوان از اکسیداسیون آن جلوگیری کرد .روش رسوب‌دهی شیمیایی فاز بخار ‮‭(CVD)‬ یکی از پرکاربردترین روش‌های اعمال پوشش ‮‭SiC‬ بر روی کامپوزیت کربن-کربن است .پس از طراحی و ساخت دستگاه ‮‭CVD‬ در این پژوهش، پوشش ‮‭SiC‬ بر روی کامپوزیت کربن-کربن اعمال شد و سینتیک رسوب‌صدهی پوشش مورد مطالعه قرار گرفت .طراحی و ساخت دستگاه ‮‭CVD‬ یکی از مهمترین فعالیت های انجام شده است .بدین منظور پوشش‌ص‍ ‮‭SiC‬ با استفاده از مواد اولیه) ‮‭SiCl۴‬ مایع(،) ‮‭CH۴‬ گازی (و) ‮‭N۲‬ گازی (و در دستگاه ‮‭CVD‬ مورد نظر بر روی کامپوزیت کربن-کربن اعمال شد .رسوب‌صدهی ‮‭SiC‬ در دماهای‮‭۹۰۰‬ ، ‮‭۱۰۰۰‬ و ‮‭۱۱۰۰‬ ، ترکیب مواد اولیه ‮‭SiCl۴:N۲:CH۴‬به نسبت‌صهای‮‭(۲:۱۰۰:۱۰۰)‬ ، ‮‭(۴:۱۰۰:۱۰۰)‬ و ‮‭(۶:۱۰۰:۱۰۰) sccm‬ و قرارگیری کامپوزیت کربن-کربن در سه موقعیت مختلف رآکتور اعمال شده است .پس از اعمال پوشش، با استفاده از آنالیزهای ‮‭XRD‬ و ‮‭SEM‬ به ترتیب به مطالعه فازی پوشش ‮‭SiC‬ و جهت‌صگیری ترجیحی بلورها، مورفولوژی سطحی و تاثیر پارامترهای مختلف بر رشد رسوب پرداخته شد .نتایج نشان می‌صدهد پوشش - ‮‭SiC‬در شرایط رسوب‌صدهی مطرح شده بر روی کامپوزیت کربن-کربن ایجاد شد .افزایش دما از ‮‭۹۰۰‬ تا ‮‭۱۱۰۰‬ به دلایل ترمودینامیکی و سینتیکی باعث افزایش ضخامت و سرعت رسوب‌صدهی می‌صشود .عامل کنترل کننده رسوب‌صدهی در دمای ‮‭۹۰۰‬ و ‮‭۱۰۰۰‬ سینتیک شیمیایی در سطح و در دمای ‮‭۱۱۰۰‬ انتقال جرم می‌صباشد .انرژی فعال‌صسازی محاسبه شده برای رسوب‌صدهی کنترل شونده با واکنش شیمیایی در سطح و کنترل‌صشونده با انتقال جرم به ترتیب برابر ‮‭۷۹‬ و‮‭۱۶ - Kj.mol‬ ‮‭۱‬است .با توجه به نتایج این پژوهش، دمای‮‭۱۱۰۰‬ ، قرارگیری نمونه در موقعیت میانی رآکتور و مواد اولیه با مقادیر‮‭SiCl۴‬ ، ‮‭CH۴‬ و ‮‭N۲‬ به ترتیب برابر‮‭۲‬ ،‮‭۱۰۰‬ ،‮‭sccm ۱۰۰‬، به عنوان شرایط بهینه رسوب‌صدهی تعیین شد

Text of Note

1. According to achieved results of this study, the optimum condition for deposition are in 1100 temperature, mediate location of sample in reactor and SiCl4-carbon composition, has been created in mentioned deposition conditions. Because of thermodynamic and kinetic reasons, as temperature increases from 900 to 10000C, Thickness of coating and speed of deposition also increases. Controlling factor of deposition in 900 and 1000 is chemical surface kinetic and in 1100 is mass transport kinetic. Activated energies calculated for deposition controlled by chemical surface and mass transport kinetics are respectively equals to 79 and 16 Kj.mol-carbon composition in three different position of reactor has been done. After the coating has been applied XRD and SEM analyses have respectively been used for studying of SiC coating phase and crystals preferred orientation, surface morphologies and effect of different parameters on growth of coating. The results of investigation show that SiC coating with (111), (220) and (311) on carbon-carbon composite. SiC deposition in 900, 1000 and 1100 temperatures, in gas composition of (2:1:1), (1:1:1) and (1:1:2) SiCl4:N2:CH4 and by locating carbon-carbon composite and deposition kinetic of SiC coating has also been investigated. Design and construction of CVD system is one of the significant activities in this research. So, SiC coating has been applied by SiCl4 (liquid), CH4 (gas), N2 (gas) as precursore, and in CVD system on carbon-carbon composites. after design and construction of CVD setup, SiC coating has been applied on carbon-C composite. The chemical vapor deposition (CVD) is one of the common methods for applying SiC coating on carbon-carbon composites are some advanced materials with distinctive/distinguishing characteristics such as low weight, high temperature strength, high thermal conductivity, resistance to thermal shock, and high temperature erosion resistance. The most important defect of these composites is oxidation in temperatures higher than 5000C which can be prevented from these happening by applied SiC coating on C-carbon composite has been investigated. Carbon-In this research, Deposition kinetic of SiC coating applied by chemical vapor deposition (CVD) method on carbon،1- CH4 and N2 as precursors respectively in equals to 2,100, 100ml.min

حسینی، ناصر

آقاجانی، حسین، استاد راهنما

رسولی، علی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی