메틸트리클로로실란을 이용한 화학증착 탄화규소의 증착율 및 굽힘강도 특성에 미치는 온도의 영향

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저널정보: 한국복합재료학회 Composites Research Composites Research 제31권 제2호

발행연도: 2018.1

수록면: 43 - 50 (8page)

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화학기상증착 탄화규소(CVD-SiC)의 높은 증착율과 우수한 굽힘강도 특성을 얻기 위해 증착온도에 대한영향을 연구하였다. Hot-wall CVD 방법으로 메틸트리클로로실란(MTS : CH3SiCl3)을 이용하여 1250~1400oC 조건에서 제조된 탄화규소는 95.7~117.2 μm/hr 정도의 증착율을 보였다. 율속반응은 1300oC 미만에서는 표면반응, 그이상의 온도에서는 물질전달 지배영역 특성을 나타내었다. Arrhenius plot을 통해 계산한 활성화 에너지는 각각 11.26 kcal/mole과 4.47 kcal/mole이였다. 증착온도별 표면 형상은 1250oC pebble에서 1300oC facet 구조로 변하였고, 1350oC 이상에서는 multi-facet 구조를 나타내었다. 단면 형상은 1300oC 이하에서 columnar, 1350oC 이상에서 isometric 구조를 보였다. 결정상은 모두 β-SiC로 확인되었지만 결정성장 방향은 1250oC (111)에서 1300oC 이상부터 (220) peak 가 관찰되었으며, 1400oC에서는 (220)으로 완전히 변함을 알 수 있었다. 굽힘강도 특성은 증착온도가 증가할수록치밀화되고, columnar에서 isometric 조직으로 변화되면서 1350oC에서 최대값을 나타내었으며, 1400oC에서는 grain size 증가와 결정성장 방향이 최밀충진면인 (111)에서 (220)으로 완전히 변하면서 감소된 것으로 보인다.

#Chemical Vapor Deposition #Silicon Carbide #Deposition Temperature #Rate-limiting Reaction #Deposition Rate #Bending Strength

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Kim, Y.W. / 2017 / Microstructure and High-temperature Strength of Silicon Car- bide with 2000 ppm Yttria / Journal of the European Ceramic Society 37:4449~4455

Eichentopf, I.M. / 2011 / Etching Mecha- nisms during Plasma Jet Machining of Silicon Carbide / Surface & Coatings Technology 205:S430~S434

Yu, W. / 2016 / Silicon Car- bide Nanowires Suspensions with High Thermal Transport Properties / Applied Thermal Engineering 94:350~354

Parshin, V. / 2017 / Silicon Carbide for High-power Applications at MM and THz Ranges / Diamond & Related Materials 80:1~4

Kim, J.I. / 2000 / Oxidation Behavior of SiC Coated Carbon/carbon Composite by Pack-cementation Method / Journal of the Korean Society for Composite Materials 13(2):22~29

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