Creeaza.com - informatii profesionale despre


Evidentiem nevoile sociale din educatie - Referate profesionale unice



Acasa » referate » chimie
Experimentari privind realizarea de straturi subtiri de TiC

Experimentari privind realizarea de straturi subtiri de TiC



 Experimentari  privind realizarea de straturi subtiri de TiC

Determinarile experimentale au avut doua obiective principale:

v      obtinerea straturilor subtiri de carbura de titan depuse chimic din stare de vapori pe placute aschietoare din carburi dure sinterizate.

v      proprietatile straturilor subtiri de TiC, respectiv adancimea stratului si microduritatea .


1. Obtinerea straturilor subtiri de TiC, folosind ca materie prima ferotitanul

Generalitati 

    Obtinere straturilor subtiri de carbura de titan pe placute din carburi dure sinterizate a avut la baza procedeul de obtinere a tetraclorurii de titan (TiCl4) direct in incinta de lucru. In acest sens in incinta au fost antrenati, cu ajutorul gazului metan, vapori de HCl concentrat care, in prezenta ferotitanului(sau titanului pur)    din incinta duc la formarea TiCl4.

            INSTALATIA EXPERIMENTALA

    Instalatia folosita in cadrul cercetarilor este prezentata in  figura . Gazele,  H2   impreuna cu CH4  antreneaza HCl din vasul (3) in incinta de lucru (6). In reactor  se gasesc : ferotitanul (11), si placutele de acoperit (12) asezate pe un suport . In conditii de temperatura si presiune adecvate,amestecul de gaze si vapori bine dozat poate depune straturi uniforme,continue si aderente pe toata suprafata pieselor expuse. Straturile de carbura de titan sunt formate prin trecerea amestecului de TiCl4 (vapori), gaz metan  si hidrogen peste placutele expuse la temperaturi situate in domeniul 100012000C.Reactia care are loc este data de urmatoarea ecuatie cu remarca ca hidrogenul este adaugat pentru a asigura conditii reducatoare :

 

TiCl4  +  CH4 + H2                 TiC  +  4HCl + H2

   TiC  formata se depune sub forma de straturi subtiri pe placutele aschietoare.

    Gazele  reziduale, continand si vapori de HCl  sunt evacuate si neutralizate in vasul (4).

    Temperatura din spatiul de lucru este masurata cu termocuplul (5) iar debitele de H2 , Ar si CH4  sunt reglate cu ajutorul debitmetrele (2).

    PREGATIREA PROBELOR

    In vederea obtinerii unor straturi cat mai uniforme si cu o aderenta buna la substrat, placutele trebuiesc rectificate, spalate si degresate.

    Degresarea se face in tetraclorura de carbon timp de 10 minute. Placutele astfel pregatite se vor usca  si introduce apoi in incinta de lucru.

    Regimuri de lucru

    Varianta  1

   Conditii de lucru:

-        600 g. ferotitan se introduc in incinta;

- incalzire in mediu de H2 + Ar                            -  2,8l/h           

- mentinere in prezenta  H2 + CH4 +HCl              -0,8l/h

- racire in mediu de H2 + Ar                                -  2,8 l/h

            Ciclul de tratament

                                                                                                                   

S-a lucrat cu o perioada de mentinere in prezenta gazelor de proces de 6 h.si cu un debit la mentinere de 0,8 l/h pe suprafata de 7000 mm2 de placute.

Observatii.

-        placutele asezate in zona de temperatura maxima , sunt acoperite cu straturi uniforme de TiC.

-        placutele asezate in zona de temperatura  scazuta au straturi  neuniforme si  prezinta depuneri de negru de fum.

Aspectul metalografic al unei placute acoperite este urmatorul:


Placuta acoperita. Marire  x 1000

   Concluzii

    1.Stratul depus este neuniform, cu o grosime de aproximativ 14 mm .

    2.  Analiza difractometrica dovedeste prezenta stratului de TiC (fig.10), dar stratul este neomogen iar reteaua puternic tensionata.

         

                  Fig.10. Difractograma stratului de carbura de titan (TiC)

 

  Varianta  2

Din constructia cuptorului, care nu asigura o temperatura uniforma pe toata lungimea camerei de depunere, se poate vedea  si  influenta  temperaturii  asupra procesului de depunere chimica din stare de vapori.

   Vaporii de TiCl4  care se formeaza , sunt trecuti    in camera de depunere ,unde pe o bara suport sunt asezate placutele, in pozitie verticala.

  

Debitele de gaze

- debit  H2  + Ar  in perioada de incalzire si racire           : 2,8 l/h;

- debit  H2 + CH4+ HCl                                                   : 0,8 l/h

Ciclu de tratament     

                                                                        

                                                                                                                                               

     Observatii

-        placutele sunt acoperite,pe toate suprafetele,cu un strat continuu de TiC . 

 Concluzii

  1.Stratul este uniform pe toata adincimea sa.

  2.Grosimea stratului,de 10mm  indica faptul ca perioada de lucru de 5h,este mare. Trebuie mentionat ca sunt optime in procesul de aschiere straturile cu grosimi de 4-8 mm, peste aceste valori stratul isi pierde din tenacitate, devine fragil .

           Placuta acoperita cu TiC;

Grosimea stratului este de                10mm .

 

Marire x 1000

 


Varianta  3

   Conditii de lucru

- cantitate ferotitan : 600 g.

- debit  H2 + Ar  perioada de incalzire si racire                        : 2,8 l/h

- debit  H2  + CH4 circulat prin HCl in perioada de mentinere : 0,8 l/h

              Ciclul de tratament



                       

      Observatii

- placutele sunt acoperite, pe toate suprafetele, cu un strat continuu de TiC.


Placuta acoperita. Marire  x 1000.

  

   Concluzii

1. Adancimea stratului este optima : 5,5 mm

2.Stratul este uniform si omogen pe toata adancimea sa,lucru pus in evidenta si de analiza difractometrica , in care liniile specifice  deTiC sunt inalte si inguste.  

     Planului (111) ii corespunde unghiul q = 16,25o.

     Planului (220) ii corespunde unghiul q = 21,73o, iar planului (200) ii corespunde q = 20,25o ca in fig. 11.

              

                  Fig.11 Difractograma stratului de carbura de titan (TiC)

      Varianta  4

Ciclul de tratament propus in acesta varianta este cel prezentat in fig.de mai jos :

       

    Ciclul prezinta urmatoarele etape :

      - incalzire pana la 1070 0C                             - H2 + Ar ,2,8 l/h

      - mentinere la 10700C timp de 4h                  - H2 +CH4 + HCl, 0,8 l/h

      - racire cu cuptorul pana la 500oC                  - H2 + Ar ,2,8 l/h

   Rezultate obtinute

   Placutele s-au acoperit cu un strat de TiC dar acest strat nu este aderent.O parte din el se poate inlatura prin frecare cu mana.

   Concluzii

   Aceasta demonstreaza ca TiC se poate forma la temperatura de 10700C dar acest strat nu este aderent. Tragem concluzia ca temperatura suportului trebuie sa fie mai mare de 10700C pentru a permite o depunere corespunzatoare a stratului de TiC.

    Experientele descrise anterior ,pentru realizarea straturilor subtiri de TiC au reusit cand s-a folosit ca materie prima ferotitan de concentratie 80%, concentratiile cuprinse intre 42%  - 65% ,fiind mult prea mici pentru realizarea acestor straturi in conditiile decrise mai sus.

2.Obtinerea straturilor subtiri de TiC folosind ca materie prima span de titan

   Varianta  numarul 1

Conditii de lucru

- cantitate span de titan                                                               : 600 g.

- debit  H2 + Ar  perioada de incalzire si racire                          : 2,8 l/h

- debit H2  +  CH4  circulat prin HCl in perioada de mentinere : 0,8 l/h

   Ciclul de tratament

                     

   S-a lucrat cu o perioada de mentinere in prezenta gazelor de proces de 4h..

   Concluzii

     - placutele sunt acoperite cu straturi uniforme de TiC

     - adancimea stratului de aproximativ 12 mm,arata ca durata de mentinere de 4h este mare. Trebuie mentionat ca stratul incepe sa-si piarda tenacitatea daca grosimea lui creste considerabil depasind 10 mm datorita scaderii caracteristicilor de rezistenta .Scaderea rezistentei  lor mecanice combinata cu cresterea tensiunilor interne,conduce la crapaturi si spargeri ale stratului. 


Marire x 1000

 


 Varianta  numarul 2

   Conditiile de lucru sunt identice cu cele de la varianta nr.1

Ciclul de tratament

                                                                             

   S-a lucrat cu o perioada de mentinere in prezenta gazelor de proces de 3h..

   Concluzii

     - placutele s-au acoperit cu un strat continuu de TiC

     - stratul este uniform pe toata adancimea sa

     - grosimea stratului de 9 mm indica faptul ca perioada de lucru ,de 3h, este buna.

    Varianta  numarul 3

Conditii de lucru

- cantitate titan sub forma de span : 600 g.

- debit  H2 + Ar  in perioada de incalzire si racire                   : 2,8 l/h

- debit H2 + CH4  circulat prin HCl in perioada de mentinere : 0,8 l/h

Ciclul de tratament

                                                                                                      

   S-a lucrat cu o perioada de mentinere in prezenta gazelor de proces de 2h.

   Observatii

-        placutele s-au acoperit pe toate suprafetele cu un strat continuu de TiC

   Concluzii

     - adancimea stratului este optima de 6mm



-stratul este uniform si omogen pe toata adancimea sa, lucru pus in evidenta si de analiza difractometrica in care liniile specifice de TiC sunt inalte si inguste.

Fig.12. Difractograma stratului de carbura de titan (TiC )



Grosimea stratului de carbura de titan,creste cu durata de mentinere la temperatura regimului de lucru asa cum rezulta din figura 13.

                                                                                             Tabelul nr. 3

Material utilizat

Grosimea stratului de TiC [ mm ]

Timpul

[ h ]

Temperatura

[ 0C ]

3,2

3,5

1120

5,5

4

1120

ferotitan

7,5

4,5

1120

10

5

1120

12,5

5,5

1120

14

6

1120

6

2

1120

7,5

2,5

1120

9

3

1120

titan

10,6

3,5

1120

12

4

1120

13,6

4,5

1120

15

5

1120

Fig.13 Grosimea stratului de TiC functie de timpul de depunere .









Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia




Caracterele solventilor organici
Influenta Eh-ului asupra mobilitatii cationilor
Procesul tehnologic al instalatiei in care este integrat aparatul
Termodinamica disocierii termice a carbonatilor
Sulfuri
Influenta mediului asupra pierderii de energie prin ionizare
DATE DIN ISTORIA DESCOPERIRII UNOR ELEMENTE
Procedee industriale de deparafinare a uleiurilor cu solventi


Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu