碳(tan)碳(tan)復合(he)材(cai)料化(hua)學(xue)致密(mi)化(hua)工(gong)藝基本方法(fa)

化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)沈(chen)積碳(tan)/碳(tan)復合(he)材(cai)料的(de)基本方法(fa)
CVD方(fang)法包(bao)括(kuo)等(deng)溫法、熱梯(ti)度(du)法(fa)、差(cha)壓(ya)法、脈(mai)沖法和(he)等(deng)離子(zi)體輔(fu)助CVD法。

1等(deng)離子(zi)體輔(fu)助化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)沈(chen)積(PACVD):在常規(gui)化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)沈(chen)積技(ji)術中(zhong)，需(xu)要外(wai)部(bu)加熱碳(tan)和(he)氫(qing)以(yi)進行初(chu)始(shi)反(fan)應。體分(fen)解，而在PACVD技術中(zhong)，利用(yong)等(deng)離子(zi)體中(zhong)電子(zi)的(de)動能(neng)來(lai)激(ji)發(fa)氣(qi)化(hua)學(xue)反(fan)應。離子(zi)加強(qiang)化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)沈(chen)積輝(hui)光(guang)放電等(deng)離子(zi)體是壹種被(bei)高頻(pin)電場電(dian)離的(de)低(di)壓(ya)低(di)溫氣(qi)體。等(deng)離子(zi)體的(de)電(dian)離狀態由以(yi)下因(yin)素(su)決(jue)定(ding)電子(zi)的(de)高(gao)能(neng)量是以(yi)某種方式(shi)維(wei)持的(de)。當(dang)施加電場時，因為電子(zi)的(de)質量是光(guang)，所以(yi)電(dian)子(zi)的(de)透(tou)射能(neng)量高(gao)。同(tong)時，由於等(deng)離子(zi)體中(zhong)電子(zi)和離子(zi)的(de)質量差(cha)異(yi)，能(neng)量從電子(zi)向離子(zi)的(de)轉移(yi)受到(dao)限制，導致電子(zi)當高(gao)能(neng)電(dian)子(zi)引(yin)起(qi)電離並通過(guo)與烴(ting)氣(qi)體的(de)相(xiang)互作(zuo)用(yong)時，動能(neng)迅(xun)速增加到(dao)可(ke)以(yi)發(fa)生非彈性(xing)碰(peng)撞(zhuang)的(de)程(cheng)度(du)。分(fen)子(zi)相互作(zuo)用(yong)形成(cheng)自(zi)由基，自(zi)由基在坯體中(zhong)聚合(he)形成(cheng)沈(chen)積碳(tan)。因(yin)為(wei)等(deng)離子(zi)體具(ju)有高的(de)能(neng)量，所(suo)以(yi)化(hua)學(xue)反(fan)應在相當(dang)低(di)的(de)溫度(du)下(壹(yi)般(ban)低(di)於300℃)被(bei)激(ji)發(fa)。同(tong)時，由於它(ta)的(de)非均衡性性，等(deng)離子(zi)體不(bu)會加熱碳(tan)氫(qing)氣(qi)體和(he)坯體。然(ran)而，PACVD和(he)常規(gui)CVD之間的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應的(de)熱力學(xue)原(yuan)理不(bu)是同理(li)，沈(chen)積碳(tan)的(de)結(jie)構(gou)也(ye)大(da)不(bu)相(xiang)同(tong)。  
2.等(deng)溫法:即將坯體置於等(deng)溫空(kong)間，在適當(dang)的(de)壓(ya)力下，不(bu)斷(duan)從坯體表(biao)面除去(qu)烴(ting)類(lei)氣(qi)體。通(tong)過(guo)表(biao)面，通過(guo)氣(qi)體的(de)擴散，反(fan)應氣(qi)體進入(ru)樣(yang)品(pin)的(de)孔中(zhong)進行沈(chen)積。該方法的(de)特點是工藝(yi)簡(jian)單(dan)。但是周期(qi)很(hen)長(chang)，產品容易產生表(biao)面塗層(ceng)，最終密(mi)度(du)不(bu)高(gao)。

3.差(cha)壓(ya)法:差(cha)壓(ya)法是浸(jin)泡(pao)法的(de)壹(yi)種變(bian)體，是沿坯體厚(hou)度(du)方(fang)向(xiang)壹(yi)定(ding)的(de)氣(qi)體壓(ya)力。差(cha)，反(fan)應氣(qi)體被(bei)迫通(tong)過(guo)多(duo)孔體。該方法具(ju)有沈(chen)積速(su)度(du)快、沈(chen)積滲(shen)透(tou)時間短、碳(tan)沈(chen)積均(jun)勻的(de)優(you)點甚至(zhi)，產品不(bu)容易形成(cheng)表(biao)面塗層(ceng)。
4脈(mai)沖法:此(ci)法(fa)是壹種改進的(de)浸(jin)泡(pao)法。在沈(chen)積過(guo)程中(zhong)，脈(mai)沖閥(fa)用(yong)於(yu)交替充(chong)氣(qi)和(he)排(pai)氣(qi)。排(pai)空(kong)和抽(chou)真(zhen)空(kong)的(de)過(guo)程有利於(yu)氣(qi)體反(fan)應產物的(de)排(pai)除。脈(mai)沖法適(shi)用(yong)於(yu)C/C，因為它(ta)可(ke)以(yi)增加穿(chuan)透(tou)深(shen)度(du)。復合(he)材(cai)料在後(hou)期(qi)被(bei)致密(mi)化(hua)。
5熱梯(ti)度(du)法(fa):坯(pi)體內(nei)外表(biao)面形成(cheng)壹(yi)定(ding)的(de)溫差(cha)，烴(ting)類(lei)氣(qi)體流(liu)經坯體的(de)低(di)溫表(biao)面。樣(yang)，也(ye)依(yi)靠(kao)氣(qi)體擴散，將(jiang)反(fan)應氣(qi)體擴散到(dao)微(wei)孔中(zhong)進行沈(chen)積，因(yin)為反(fan)應氣(qi)體首(shou)先(xian)接(jie)觸(chu)。是低(di)溫表(biao)面，因此，大(da)量沈(chen)積發(fa)生在樣(yang)品(pin)的(de)內(nei)側，表(biao)面很少或(huo)沒有沈(chen)積。隨(sui)著沈(chen)積過(guo)程的(de)進行生坯(pi)的(de)內(nei)側被(bei)致密(mi)化(hua)，內(nei)外表(biao)面之間的(de)溫差(cha)變(bian)得(de)越來(lai)越小。沈(chen)積區(qu)逐漸向外(wai)移(yi)動，最終得(de)到(dao)由(you)內(nei)向外(wai)完全致密(mi)的(de)產品。該方法周期短(duan)，產品密(mi)度(du)高(gao)。存在的(de)問(wen)題是重(zhong)復性(xing)差(cha)，不(bu)能(neng)同(tong)時沈(chen)積不(bu)同(tong)的(de)物體和(he)多(duo)個物體，物體的(de)形狀不(bu)能(neng)太復雜(za)了(le)。