Покрытый карбидом тантала углеродный материал и способ его получения

Настоящее изобретение относится к покрытому карбидом тантала углеродному материалу, который может быть использован как составная часть устройства для формирования монокристаллов бинарных полупроводниковых соединений. Техническим результатом настоящего изобретения является получение материала, имеющего высокую коррозионную стойкость к восстановительному газу и высокое сопротивление тепловому удару при высокой температуре. Согласно изобретению, углеродный материал включает углеродную подложку и покрывающую пленку, сформированную непосредственно или через промежуточный слой на вышеупомянутой углеродной подложке. Покрывающая пленка имеет толщину 10-100 мкм и состоит из множества плотно собранных микрокристаллов карбида тантала, при этом на дифракционной рентгенограмме покрывающей пленки интенсивность дифракции плоскости (220) карбида тантала имеет максимальный уровень. Вышеупомянутая интенсивность дифракции не менее чем в 4 раза превышает интенсивность второй по величине интенсивности дифракции. Способ получения указанного материала включает формирование на углеродной подложке пленки карбида тантала методом CVD и тепловую обработку при 1600-2400^оС. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 табл., 22 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Покрытый карбидом тантала углеродный материал, включающий углеродную подложку и сформированную на вышеупомянутом субстрате покрывающую пленку, состоящую из кристаллов карбида тантала со специально развитой плоскостью (220) карбида тантала по сравнению с другими плоскостями Миллера, причем линия дифракции плоскости (220) карбида тантала имеет максимальную интенсивность дифракции на дифракционной рентгенограмме покрывающей пленки, и при этом покрывающая пленка имеет толщину 10-100 мкм.

2. Углеродный материал по п.1, в котором на дифракционной рентгенограмме покрывающей пленки величина полуширины дифракционной линии плоскости (220) карбида тантала не превышает 0,2°.

3. Углеродный материал по п.1 или 2, в котором на дифракционной рентгенограмме покрывающей пленки интенсивность линии дифракции плоскости (220) карбида тантала не менее чем в 4 раза превышает интенсивность линии дифракции, имеющей вторую по величине интенсивность дифракции.

4. Углеродный материал по п.1 или 2, в котором покрывающая пленка имеет проницаемость по газообразному азоту не более 10^-6 см²/с.

5. Способ получения покрытого карбидом тантала углеродного материала, включающий формирование на углеродной подложке покрывающей пленки, состоящей из кристаллов карбида тантала, причем на дифракционной рентгенограмме пленки линия дифракции плоскости (220) карбида тантала проявляет максимальную интенсивность дифракции, способом химического осаждения из паровой фазы (CVD), и тепловую обработку углеродной подложки и сформированной на упомянутой углеродной подложке покрывающей пленки, состоящей из кристаллов карбида тантала, при температуре 1600-2400°С для повышения кристалличности карбида тантала покрывающей пленки.

6. Покрытый карбидом тантала углеродный материал, включающий углеродную подложку, промежуточный слой, сформированный на углеродной подложке и состоящий из композиции, включающей углерод и тантал, и покрывающей пленки, сформированной на промежуточном слое, где пленка состоит из композиции, включающей карбид тантала, причем упомянутый промежуточный слой представляет собой слой градиентного материала, имеющего градиент концентрации, при этом атомное отношение углерод/тантал непрерывно или ступенчато снижается, начиная со стороны углеродной подложки в сторону покрывающей пленки.

7. Углеродный материал по п.6, в котором промежуточный слой является более пористым, чем покрывающая пленка.

8. Покрытый карбидом тантала углеродный материал по п.7, в котором промежуточный слой представляет собой пористый слой, полученный путем превращения поверхности углеродной подложки в карбид тантала.

9. Углеродный материал по п.6, в котором промежуточный слой получают путем заполнения карбидом тантала пор на поверхности углеродной подложки.

10. Углеродный материал по п.6, в котором максимальная величина атомного отношения углерод/тантал в слое градиентного материала составляет не менее 10, а его минимальная величина составляет 0,8-1,2.

11. Углеродный материал по п.6, в котором промежуточный слой имеет толщину не менее 1 мкм.

12. Углеродный материал по п.6, в котором покрывающая пленка представляет собой пленку из карбида тантала, полученную путем химического осаждения из паровой фазы.

13. Углеродный материал по п.6, в котором атомное отношение углерод/тантал покрывающей пленки составляет 0,8-1,2.

14. Углеродный материал по любому из пп.6-13, в котором на дифракционной рентгенограмме покрывающей пленки дифракционная линия плоскости (220) карбида тантала имеет максимальную интенсивность дифракции.

15. Углеродный материал по п.14, в котором на дифракционной рентгенограмме покрывающей пленки интенсивность линии дифракции плоскости (220) карбида тантала не менее чем в 4 раза превышает интенсивность линии дифракции, представляющей вторую по величине интенсивность дифракции.

16. Углеродный материал по п.14, в котором на дифракционной рентгенограмме покрывающей пленки величина полуширины дифракционной линии плоскости (220) карбида тантала не превышает 0,2°.

17. Углеродный материал по п.14, в котором покрывающую пленку получают, подвергая пленку из карбида тантала, полученную путем химического осаждения из паровой фазы, тепловой обработке при температуре 1600-2400°С.

18. Углеродный материал по п.14, в котором коэффициент теплового расширения покрывающей пленки, измеряемый путем нагревания от 20 до 1000°С, составляет 6,9·10^-6-7,8·10^-6/К.

Приоритет по пунктам:

14.02.2005 - по пп.1-5;

20.06.2005 - по пп.6-18.