TW202204254A - 碳化物被覆碳材料 - Google Patents
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Abstract
本發明的碳化物被覆碳材料(1)具備：含氯的基材(10)，以碳作為主成分；及含氯的碳化物層(20)，設於基材(10)上，以碳化物作為主成分；且基材(10)在與碳化物層之界面附近具有：基材緩衝區域(11)，氯濃度往碳化物層的方向連續地改變；且碳化物層(20)在與基材之界面附近具有：碳化物層緩衝區域(21)，氯濃度往基材的方向連續地改變；且基材緩衝區域(11)及碳化物層緩衝區域(21)的氯濃度之最大值在10000ppm以下。依據本發明，能夠提供一種碳化物被覆碳材料，在碳化物層與以碳作為主成分的基材之界面上具有充分的密接強度。
Description
本發明係關於一種碳化物被覆碳材料，用碳化物層來被覆以碳作為主成分的基材之表面。
碳化鉭、碳化鈮、碳化鋯、碳化鉿、碳化鎢等碳化物，熔點高，在化學穩定性、強度、韌性及耐腐蝕性上優異。因此，能夠藉由以碳化物塗布在碳基材上來改善碳基材的耐熱性、化學穩定性、強度、韌性、耐腐蝕性等特性。將碳化物膜被覆在碳基材表面而成的碳化物被覆碳材料，尤其碳化鉭被覆碳材料，用來作為Si(矽)、SiC(碳化矽)、GaN(氮化鎵)等半導體單晶製造裝置之構件或超硬工具之燒結所用的燒結用台座。碳化物例如藉由使揮發性金屬氯化物與烴發生氣相反應而塗布基材(例如參照專利文獻1及2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2019-99453號公報
專利文獻2：日本特開2019-108611號公報
(發明所欲解決之問題)
然而，被覆在以碳作為主成分的基材表面之碳化物層，具有以下問題：由於與基材的熱膨脹係數之差異等，將會隨著碳化物被覆碳材料的重複昇降溫而剝離。所以，本發明之目的在於提供一種碳化物被覆碳材料，在碳化物層與以碳作為主成分的基材之界面具有充分的密接強度。
(解決問題之方式)
本案發明者人特意探討之結果，發現能夠藉由使碳化物層與基材之界面附近以既定濃度梯度含有特定濃度以下的氯，而提高碳化物層與基材之間的密接強度，進而完成本發明。本發明之主旨如下。
[1]一種碳化物被覆碳材料，其特徵在於，具備：含氯的基材，以碳作為主成分；含氯的碳化物層，設於基材之上，以碳化物作為主成分；且基材在與碳化物層之界面附近具有，氯濃度往碳化物層之方向連續地改變的基材緩衝區域，碳化物層在與基材之界面附近具有氯濃度往基材之方向連續地改變的碳化物層緩衝區域，基材緩衝區域及碳化物層緩衝區域的氯濃度之最大值係在10000ppm以下。
[2]如[1]記載之碳化物被覆碳材料，其中，基材緩衝區域及碳化物層緩衝區域分別係：氯濃度自碳化物層往基材之方向連續地增加的第一緩衝區域或氯濃度自碳化物層往基材之方向連續地減少的第二緩衝區域。
[3]如[1]或[2]記載之碳化物被覆碳材料，其中，基材緩衝區域及碳化物層緩衝區域的氯濃度在基材與碳化物層之界面附近成為極大。
[4]如[1]~[3]任一者記載之碳化物被覆碳材料，其中，在基材緩衝區域及碳化物層緩衝區域中，氯濃度分別在10ppm以上5000ppm以下的範圍內變動。
[5]如[1]~[4]任一者記載之碳化物被覆碳材料，其中，基材緩衝區域與碳化物層緩衝區域的合計厚度在200μm以下。
[6]如[1]~[5]任一者記載之碳化物被覆碳材料，其中，碳化物係碳化鉭。
(發明之效果)
本發明能夠提供一種碳化物被覆碳材料，在碳化物層與以碳作為主成分的基材之界面上具有充分的密接強度。
(實施發明之較佳形態)
以下，作為碳化物者以碳化鉭為例，說明本發明之碳化物被覆碳材料。
[關於碳化鉭被覆碳材料]
以下參照圖1來說明本發明一實施形態的碳化鉭被覆碳材料。
本發明一實施形態的碳化鉭被覆碳材料1，具備：含氯的基材10，以碳作為主成分；及含氯的碳化鉭層20，設於基材10之上，以碳化鉭作為主成分。基材1在與碳化鉭層20之界面附近具有：基材緩衝區域11，氯濃度往碳化鉭層20之方向連續地改變。又，碳化鉭層20在與基材10之界面附近具有：碳化鉭層緩衝區域21，氯濃度往基材10之方向連續地改變。另，符號30顯示基材10與碳化鉭層20的界面。藉此，能夠提高基材10與碳化鉭層20之間的密接強度。另，碳化鉭層20可被覆基材10的一部分，亦可被覆基材10的全部。又，在本說明書中氯濃度係質量基準。
以下說明並非用來限定本發明，但使基材10與碳化鉭層20的界面附近含有氯，藉此得以提高基材10與碳化鉭層20之間的密接強度，吾人認為其理由之一係如下：藉由改變基材10與碳化鉭層20的界面附近之氯濃度，而改變了基材10的界面附近之熱膨脹係數及碳化鉭層20的界面附近之熱膨脹係數，因而縮小了基材10與碳化鉭層20之間的界面附近中的熱膨脹係數差異。亦即，因為基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21擔任了「緩和基材10與碳化鉭層20之間的熱膨脹係數差異之緩衝層」的角色。又，因為氯濃度係連續地改變，所以能夠緩緩改變熱膨脹係數。藉此，能緩和由於氯濃度不同所致的熱膨脹係數差異而產生的應力。
就基材10而言，可使用例如等方性石墨、擠出成形石墨、熱分解石墨、碳繊維強化碳複合材料(C/C複合材)等碳材料之基材。基材10的形狀還有特性並不特別限定。基材10可加工成與用途等者因應的任意形狀來使用。
在基材緩衝區域11中，氯濃度往碳化鉭層20之方向連續地改變，在碳化鉭層20中，氯濃度往基材10之方向連續地改變。在此，「連續地改變」係指氯濃度在自碳化鉭層20往基材10之方向上，連續地每1μm深度改變1.0ppm以上。亦即，在本說明書中，「連續地改變」係指氯濃度連續地改變，且氯濃度之濃度梯度在1.0ppm/μm以上，或-1.0ppm/μm以下。所以，即使氯濃度連續地改變，但氯濃度之濃度梯度未滿-1.0ppm/μm超及1.0ppm/μm之情形，不稱為「連續地改變」。
基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21宜分別係氯濃度自碳化鉭層20往基材10之方向連續地增加的第一緩衝區域，或氯濃度自碳化鉭層20往基材10之方向連續地減少的第二緩衝區域。藉此，能夠將基材10及碳化鉭層20之熱膨脹係數分別緩緩加大及縮小。並且，能夠進一步縮小基材10與碳化鉭層20之間的熱膨脹係數之差異。
碳化鉭層20亦可整體含有氯。此種情形亦能提高碳化鉭層20的密接強度。此種情形，碳化鉭層20整體可稱為碳化鉭層緩衝區域。然而，因為氯有可能使得碳化鉭層的耐熱性、化學穩定性、強度、韌性、耐腐蝕性等特性劣化。由此種觀點而言，宜僅在基材10與碳化鉭層20之界面附近提高基材10及/或碳化鉭層20的氯濃度。由此種觀點而言，基材緩衝區域11與碳化鉭層緩衝區域21的合計厚度宜為200μm以下，較佳者為100μm以下，更佳者為50μm以下。又，基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21的厚度分別宜為100μm以下，較佳者為50μm以下，更佳者為30μm以下。
如上所述，氯能夠提高基材10與碳化鉭層20之間的密接強度，但有可能使得碳化鉭層20的特性劣化。因此，由此種觀點而言，宜使基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21的氯濃度在基材10與碳化鉭層20之界面附近成為極大。
基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21的氯濃度之最大值係10000ppm以下。基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21的氯濃度之最大值大於10000ppm時，基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21之氯濃度會過高，有時碳化鉭層20的密接強度反而會降低。由此種觀點而言，基材緩衝層11及碳化鉭層緩衝區域21的氯濃度之最大值宜為8000ppm以下，較佳者為6000ppm以下，更佳者為5000ppm以下。
在基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21中，氯濃度宜分別在10ppm以上5000ppm以下的範圍內變動。氯濃度在10ppm以上時，能更加提昇基材10與碳化鉭層20之間的密接強度。另一方面，氯濃度在5000ppm以下時，能抑制氯濃度過高反而密接強度會降低之情形。由此種觀點而言，較佳者為在基材緩衝區域11及碳化鉭層緩衝區域21中，氯濃度分別在30ppm以上3500ppm以下的範圍內變動。
碳化鉭層緩衝區域21為氯濃度自碳化鉭層20往基材10之方向連續地增加之情形，基材10與碳化鉭層20之界面附近之中的碳化鉭層緩衝區域21的氯濃度之濃度梯度宜為1.5ppm/μm以上。氯濃度之濃度梯度係1.5ppm/μm以上時，即使碳化鉭層緩衝區域21非常薄，亦能將基材10與碳化鉭層20之界面附近之中的氯濃度提高到能夠充分縮小基材10與碳化鉭層20之熱膨脹係數差異的程度。由此種觀點而言，氯濃度的濃度梯度較佳者為10ppm/μm以上，更佳者為50ppm/μm以上，又更佳者為100ppm/μm以上，尤佳者為200ppm/μm以上。
碳化鉭層20係以碳化鉭作為主成分，並含有氯，但亦可微量含有碳、鉭及氯以外的原子。具體而言，碳化鉭層亦可含有碳、鉭及氯以外的雜質元素，該摻雜元素為100ppm以下。
本發明一實施形態的碳化鉭被覆碳材料可藉由在基材的表面形成碳化鉭層來製作。碳化鉭層可藉由例如化學氣相沉積(CVD)法、燒結法、碳化法等方法來形成在基材的表面。其中，因為CVD法能夠形成均勻且緻密的膜，所以適合作為碳化鉭層的形成方法。
再者，CVD法有熱CVD法、光CVD法、還有電漿CVD法等，碳化鉭層之形成可使用例如熱CVD法。熱CVD法具有：在裝置構成上比較簡易、沒有電漿所致的損傷等優點。熱CVD法所致的碳化鉭被覆膜之形成，可使用例如圖2所示的外熱型減壓CVD裝置51來進行。在外熱型減壓CVD裝置51，於具備加熱器53、原料供給部56、排氣部57等的反應室52內，碳基材54被支持機構55所支持。
以下參照圖2及圖3來說明本發明一實施形態之碳化鉭被覆碳材料的製造方法。
首先，將碳基材54載置於外熱型減壓CVD裝置51的反應室52內(步驟S101)。碳基材54受到具有三個前端尖銳形狀之支持部的支持機構55所支持。碳基材54的表面粗度Ra宜係1.0~10.0μm。
其次，進行反應室52的加熱(步驟S102)。例如，以氣壓10~100Pa及溫度1100℃的條件來加熱反應室52。
其次，在碳基材54進行基材緩衝區域的形成(步驟S103)。使氯(Cl)自碳基材54的表面擴散，在基材54的表面附近形成氯(Cl)濃度高的區域。具體而言，將氯氣(或鹽酸氣體)與作為載體氣體的氬(Ar)自原料供給部56往載置有先前的步驟S102所加熱的碳基材54之反應室52供給。另，在步驟S103中亦以溫度1100℃來加熱反應室52。
其次，在碳基材54的表面形成碳化鉭層(步驟S104)。就原料氣體而言，將含有碳原子數為1~3之烴等含碳化合物之氣體以及如五鹽化鉭(TaCl5
)等鹵化鉭氣體，自原料供給部56往反應室52供給。就碳原子數1~3的烴可舉出例如甲烷(CH4
)、乙烷(C2
H6
)、丙烷(C3
H8
)等烷類，乙烯(C2
H4
)、丙烯(C3
H6
)等烯類，乙炔(C2
H2
)、丙炔(C3
H4
)等炔類等。在此等烴之中，宜為甲烷(CH4
)、乙烷(C2
H6
)、丙烷(C3
H8
)、乙烯(C2
H4
)、及乙炔(C2
H2
)，較佳者為甲烷(CH4
)、乙烷(C2
H6
)、及丙烷(C3
H8
)。鹵化鉭氣體可藉由例如將鹵化鉭加熱氣化之方法、使鉭金屬與鹵素氣體反應之方法等來產生。接著，使自原料供給部56供給的原料氣體在1550℃及1~100Pa的高溫減壓下進行熱CVD反應，將碳化鉭層形成在碳基材54上。此時，在步驟S103導入的碳基材54之基材緩衝區域所存在的氯會擴散，在碳化鉭層的碳基材附近區域形成碳化鉭層緩衝區域。
宜在進行步驟S103之後進行步驟S104。然而，步驟S103與步驟S104亦可同時進行。此種情形，變成碳化鉭層整體含有氯，碳化鉭層全體成為碳化鉭層緩衝區域。又，氯自碳化鉭層擴散而在基材形成基材緩衝區域。
以上的本發明一實施形態的碳化鉭被覆碳材料係本發明之碳化物被覆碳材料的一例，本發明之碳化物被覆碳材料並不限定於碳化鉭被覆碳材料。又，本發明之碳化物被覆碳材料的碳化物並不限定於碳化鉭。本發明之碳化物被覆碳材料的碳化物可舉例如有碳化鉭、碳化鈮、碳化鋯、碳化鉿、碳化鎢等。此等碳化物可單獨一種或組合兩種以上來使用。此等碳化物之中，由於熔點最高、化學穩定性、強度及耐腐蝕性均優異，宜為碳化鉭。
[實施例]
以下，顯示實施例來具體說明本發明，但本發明不限定於此等者。
如下所述地製作實施例1~5及比較例1~3的碳化鉭被覆碳材料。
(實施例1)
首先，將碳基材54載置於圖2所示的外熱型減壓CVD裝置51之反應室內(步驟S101)。就碳基材54而言，使用以等方性石墨製作的圓板構件。碳基材54受到具有三個前端尖銳形狀之支持部的支持機構55所支持。碳基材54的表面粗度Ra係5.0μm。
其次，以氣壓50Pa、溫度1100℃的條件加熱反應室52(步驟S102)。於步驟S102加熱的碳基材54，將氯氣與作為載體氣體的氬(Ar)自原料供給部56往反應室52供給(步驟S103)。另，藉由質量流量控制器將氯氣及氬氣體之流量分別控制成0.25SLM(Standard Litter/Minutes標準公升/分鐘)及1.00SLM。氣體供給時間係30分鐘。又，在步驟S103中亦以溫度1100℃來加熱反應室52。
其次，將反應室52加熱至溫度1550℃之後，將TaCl5
氣體、CH4
氣體、及Ar氣體混合，並將獲得的混合氣體往反應室52供給，在碳基材54的表面形成碳化鉭層(步驟S104)，製作實施例1的碳化鉭被覆碳材料。碳化鉭層之成膜時間係3小時。另，藉由質量流量控制器將TaCl5
氣體、CH4
氣體、及載體氣體(Ar)的流量分別控制成0.125SLM、0.25SLM及1.00SLM。又，TaCl5
氣體、CH4
氣體、及載體氣體(Ar)的莫耳比係1：2：8。碳化鉭層的厚度係24μm。在步驟S104中，氯自碳基材54擴散而在碳化鉭層形成碳化鉭層緩衝區域。
(實施例2)
將步驟S103之中的氯氣及氬氣體之氣體供給時間自30分變更成15分，除此之外以與實施例1同樣的方法製作實施例2的碳化鉭被覆碳材料。
(實施例3)
將步驟S102的加熱溫度自1100℃變更成1550℃，並同時進行步驟S103及步驟S104，在步驟S103之中的氯氣及氬氣體之氣體供給時間自30分變更成180分(3小時)，將氯氣的流量自0.25SLM變更成0.01SLM，除此之外以與實施例1同樣的方法製作實施例3的碳化鉭被覆碳材料。
(實施例4)
將在步驟S104中往反應室52供給的混合氣體中的含碳化合物之氣體(C系氣體)自CH4
氣體變更成C2
H6
氣體，並將C系氣體的流量自0.25SLM變更成0.125SLM，除此之外以與實施例1同樣的方法製作實施例4的碳化鉭被覆碳材料。
(實施例5)
將在步驟S104往反應室52供給的混合氣體中的C系氣體自CH4
氣體變更成C3
H8
氣體，並將C系氣體的流量自0.25SLM變更成0.083SLM，除此之外以與實施例1同樣的方法製作實施例5的碳化鉭被覆碳材料。
(比較例1)
將步驟S103之中的氯氣及氬氣體之氣體供給時間自30分變更成60分，除此之外以與實施例1同樣的方法製作比較例1的碳化鉭被覆碳材料。
(比較例2)
不實施步驟S103，除此之外以與實施例1與同樣的方法製作比較例2的碳化鉭被覆碳材料。
(比較例3)
在比較例3中，將碳化鉭的膏劑塗布至碳基材，以2000℃的溫度加熱3時間小時而將塗布的碳化鉭予以燒結，製作比較例3的碳化鉭被覆碳材料。
將實施例1~5及比較例1~3的碳化鉭被覆碳材料之製作條件顯示於表1。
[表1]
※在實施例3中，同時實施步驟S103及步驟S104
| 原料供給方法 | 步驟S102 | 步驟S103 | 步驟S104 | ||||||
| 加熱溫度(℃) | 氯氣流量(SLM) | 供給時間(min) | TaCl5 氣體流量(SLM) | C系氣體流量(SLM) | 氬氣流量(SLM) | 碳化鉭層成膜溫度(℃) | 碳化鉭層成膜時間(H) | ||
| 實施例1 | 原料氣體 | 1100 | 0.25 | 30 | 0.125 | 0.25 | 1.00 | 1550 | 3 |
| 實施例2 | 原料氣體 | 1100 | 0.25 | 15 | 0.125 | 0.25 | 1.00 | 1550 | 3 |
| 實施例3※ | 原料氣體 | 1100 | 0.01 | 180 | 0.125 | 0.25 | 1.00 | 1550 | 3 |
| 實施例4 | 原料氣體 | 1100 | 0.25 | 30 | 0.125 | 0.125 | 1.00 | 1550 | 3 |
| 實施例5 | 原料氣體 | 1100 | 0.25 | 30 | 0.125 | 0.083 | 1.00 | 1550 | 3 |
| 比較例1 | 原料氣體 | 1550 | 0.25 | 60 | 0.125 | 0.25 | 1.00 | 1550 | 3 |
| 比較例2 | 原料氣體 | - | - | - | 0.125 | 0.25 | 1.00 | 1550 | 3 |
| 比較例3 | 膏劑 | - | - | - | - | - | - | 2000 | 3 |
針對如上所述製作的實施例1~5及比較例1~3的碳化鉭被覆碳材料進行以下評量。
(1)碳化鉭層之密接強度
使用薄膜密接強度量測機(Photo Technica股份有限公司製，商品名「Romulus IV」)來量測碳化鉭層的密接強度。
(2)氯的濃度及濃度梯度量測
藉由輝光放電質量分析法(GDMS)量測自碳化鉭層表面往碳基材之深度方向的氯濃度及氯濃度之濃度梯度。
實施例1~5及比較例1~3的碳化鉭被覆碳材料之評量結果顯示於表2及圖4~圖10。
[表2]
※1界面附近的碳化鉭層之氯濃度的濃度梯度(無碳化鉭層緩衝區域)
※2界面附近的基材之氯濃度的濃度梯度(無基材緩衝區域)
| 緩衝區域的氯濃度之最大值(ppm) | 緩衝區域的氯濃度之最小值(ppm) | 基材與碳化鉭層之界面附近的碳化鉭層緩衝區域之氯濃度的濃度梯度(ppm/μm) | 基材與碳化鉭層之界面附近的基材緩衝區域之氯濃度的濃度梯度(ppm/μm) | 密接強度(Mpa) | |
| 實施例1 | 3300 | 33 | 270 | -166 | 30.5 |
| 實施例2 | 1600 | 35 | 263 | -76 | 27.1 |
| 實施例3 | 73 | 40 | 1.5 | 2.0 | 24.5 |
| 實施例4 | 3500 | 36 | 240 | -155 | 35.1 |
| 實施例5 | 3600 | 38 | 252 | -154.0 | 37.2 |
| 比較例1 | 15000 | 2200 | -1350 | -520 | 5.2 |
| 比較例2 | 3.2 | 1.9 | 0.16※1 | -0.03※2 | 3.5 |
| 比較例3 | 1.2 | 0.28 | -3.6e-06※1 | -2.3E-06※2 | 8.5 |
(GDMS分析之說明)
在實施例1的碳化鉭被覆碳材料(圖4)中，自氯濃度開始增加的膜厚13μm至碳化鉭層與碳基材的界面(膜厚25μm)為止係碳化鉭層緩衝區域，自碳化鉭層與碳基材的界面至氯濃度之減少梯度消失的膜厚50μm為止係基材緩衝區域。
在實施例2的碳化鉭被覆碳材料(圖5)中，自氯濃度開始增加的膜厚8μm至碳化鉭層與碳基材的界面(膜厚20μm)為止係碳化鉭層緩衝區域，自碳化鉭層與碳基材的界面至氯濃度之減少梯度消失的膜厚45μm為止係基材緩衝區域。
在實施例3的碳化鉭被覆碳材料(圖6)中，自氯濃度開始增加的膜厚3μm至碳化鉭層與碳基材的界面(膜厚45μm)為止係碳化鉭層(碳化鉭層緩衝區域)，自碳化鉭層與碳基材的界面至氯濃度之減少梯度消失的膜厚50μm為止係基材緩衝區域。
關於實施例4及5的碳化鉭被覆碳材料，省略圖式所帶來的GDMS分析之結果說明。
在比較例1的碳化鉭被覆碳材料(圖7)中，自氯濃度開始增加的膜厚1μm至碳化鉭層與碳基材的界面(膜厚17μm)為止係碳化鉭層緩衝區域，自碳化鉭層與碳基材的界面至氯濃度之減少梯度消失為止(膜厚22μm)係基材緩衝區域。
在比較例2的碳化鉭被覆碳材料(圖8)中，至膜厚20μm為止係碳化鉭層，接下來係碳基材。
在比較例3的碳化鉭被覆碳材料(圖9)中，至膜厚10μm為止係碳化鉭層，接下來係碳基材。
(關於評量結果)
在實施例1~5的碳化鉭被覆碳材料中，因為基材在與碳化鉭層之界面附近具有：基材緩衝區域，氯濃度往碳化物層之方向連續地改變；碳化鉭層在與基材之界面附近具有：碳化物層緩衝區域，氯濃度往基材之方向連續地改變；且基材緩衝區域及碳化物層緩衝區域的氯濃度之最大值在10000ppm以下，所以碳化鉭層的密接強度較高。
比較實施例2的碳化鉭被覆碳材料及實施例3的碳化鉭被覆碳材料後得知，宜在步驟S103之後進行步驟S104，但即使同時進行步驟S103與步驟S104之情形，亦會獲得高密接強度。
另一方面，在比較例1的碳化鉭被覆碳材料中，因為基材緩衝區域及碳化物層緩衝區域的氯濃度之最大值大於10000ppm，所以碳化鉭層的密接強度較低。
又，在比較例2及3的碳化鉭被覆碳材料中，基材在與碳化鉭層之界面附近未具有：基材緩衝區域，氯濃度往碳化物層之方向連續地改變；碳化鉭層在與基材之界面附近未具有：碳化物層緩衝區域，氯濃度往基材之方向連續地改變；所以，碳化鉭層的密接強度較低。另，如上所述，在本說明書中，「連續地改變」係指氯濃度連續地改變，且氯濃度之濃度梯度在1ppm/μm以上或-1ppm/μm以下。
1:碳化鉭被覆碳材料
10:基材
11:基材緩衝區域
20:碳化鉭層
21:碳化鉭層緩衝區域
30:基材與碳化鉭層之界面
51:外熱型減壓CVD裝置
52:反應室
53:加熱器
54:碳基材
55:支持機構
56:原料供給部
57:排氣部
圖1係例示本實施形態之碳化鉭被覆碳材料之示意剖視圖。
圖2係本實施形態之外熱型減壓CVD裝置的概略圖。
圖3係例示本實施形態之碳化鉭被覆碳材料的製造方法之流程圖。
圖4係實施例1的碳化鉭被覆碳材料之GDMS分析的結果。
圖5係實施例2的碳化鉭被覆碳材料之GDMS分析的結果。
圖6係實施例3的碳化鉭被覆碳材料之GDMS分析的結果。
圖7係比較例1的碳化鉭被覆碳材料之GDMS分析的結果。
圖8係比較例2的碳化鉭被覆碳材料之GDMS分析的結果。
圖9係比較例3的碳化鉭被覆碳材料之GDMS分析的結果。
圖10係顯示本實施形態之實施例1~5及比較例2的碳化鉭被覆碳材料中之氯濃度梯度與密接強度的相關性的圖表。
1:碳化鉭被覆碳材料
10:基材
11:基材緩衝區域
20:碳化鉭層
21:碳化鉭層緩衝區域
30:基材與碳化鉭層之界面
Claims (6)
- 一種碳化物被覆碳材料，具備： 含氯的基材，以碳為主成分；及 含氯的碳化物層，設於該基材上，以碳化物作為主成分； 且該基材在與該碳化物層之界面附近具有：基材緩衝區域，氯濃度往該碳化物層的方向連續地改變； 且該碳化物層在與該基材之界面附近具有：碳化物層緩衝區域，氯濃度往該基材的方向連續地改變； 且該基材緩衝區域及碳化物層緩衝區域之氯濃度的最大值在10000ppm以下。
- 如請求項1之碳化物被覆碳材料，其中， 該基材緩衝區域及該碳化物層緩衝區域，分別係氯濃度自該碳化物層往該基材的方向連續地增加的第一緩衝區域，或氯濃度自該碳化物層往該基材的方向連續地減少的第二緩衝區域。
- 如請求項1或2之碳化物被覆碳材料，其中， 該基材緩衝區域及該碳化物層緩衝區域之氯濃度在該基材與該碳化物層的界面附近成為極大。
- 如請求項1或2之碳化物被覆碳材料，其中， 在該基材緩衝區域及該碳化物層緩衝區域中，氯濃度分別在10ppm以上5000ppm以下的範圍內變動。
- 如請求項1或2之碳化物被覆碳材料，其中， 該基材緩衝區域與該碳化物層緩衝區域的合計厚度為200μm以下。
- 如請求項1或2之碳化物被覆碳材料，其中， 該碳化物係碳化鉭。
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