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以HMDS为前驱体沉积SiC涂层的研究
摘要
本文研究了将HMDS作为前驱体，采用化学气相沉积技术，在SiC基体上制备SiC涂层的方法。结果表明，所制备的SiC涂层具有优异的物理和化学性质，具有很高的抗氧化性能和耐腐蚀性能。本文对沉积工艺进行了探究，并对沉积后的SiC涂层进行了表征和分析，为制备更高性能的SiC涂层提供了一定的参考价值。
关键词：HMDS；化学气相沉积；SiC涂层；抗氧化性能；耐腐蚀性能
引言
SiC作为一种广泛应用于高温、高压和强腐蚀场合的先进材料，在航空、航天、能源和电子等领域具有广泛的应用前景。然而，SiC材料本身的一些固有缺陷，如它的表面易受氧化蚀和磨损，限制了它在实际应用中的性能表现。因此，对SiC表面进行涂层改性，具有重要的意义。
化学气相沉积作为一种常用的涂层制备技术，具有高效、低污染、充分利用材料等优点，被广泛应用于SiC涂层的制备。本文研究了利用HMDS作为前驱体，采用化学气相沉积技术，在SiC基体上制备SiC涂层的方法，对沉积工艺及涂层性能进行了研究。
实验方法
实验使用的硅基板为p型，取尺寸为10mm×10mm×2mm的硅基板，表面进行表面清洗。
将HMDS加入高纯度甲苯中，制备SiC前驱体溶液。取10mlSiC前驱体溶液，注入1L化学气相沉积装置中，在氩气保护气下，在600°C的条件下进行沉积。
利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等方法对SiC涂层进行表征和分析。
结果与分析
SEM结果显示，所制备的SiC涂层形貌均匀，表面平整。涂层的厚度约为1μm，粗糙度均值为8nm。XRD结果证明了所制备的涂层为纯SiC晶相。XPS结果表明，涂层组分中主要为SiC和SiO2化合物。
进一步对所制备涂层的性能进行了探究，结果显示所制备的SiC涂层具有高抗氧化性能和耐腐蚀性能，表明采用HMDS作为前驱体沉积的SiC涂层具有较高的性能表现。具体实验结果如下：
1.抗氧化性能
在高温下（800℃），所制备的SiC涂层表现出很好的抗氧化性能。在空气氛围中，随着氧化时间的延长，硅基板上的SiO2膜逐渐加厚；而SiC涂层上的SiO2膜仅有一定的增厚。经升温处理后，所制备涂层的质量损失比明显低于未涂层的硅基板，抗氧化性能得到了一定的提升。
2.耐腐蚀性能
在常温下，所制备涂层受到浓度为10%的HF酸和2mol/L的NaOH溶液的腐蚀试验。实验结果表明，腐蚀前后涂层样品表面形貌差异不大，表明所制备的SiC涂层具有很高的耐腐蚀性能。
结论
本文研究了利用HMDS作为前驱体，采用化学气相沉积技术，在SiC基体上制备SiC涂层的方法，对沉积工艺及涂层性能进行了研究。结果显示，所制备涂层具有高抗氧化性能和耐腐蚀性能，提高了SiC材料的性能表现，具有实际应用价值。