Factors influencing the chemical vapor deposition of ZrC

• Published in: Journal of nuclear materials 1976-01, Vol.62 (2), p.221-228
• Main Authors: Wagner, P., Wahman, L.A., White, R.W., Hollabaugh, C.M., Reiswig, R.D.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0022-3115; 1873-4820
• DOI: 10.1016/0022-3115(76)90018-0

Experiments have been performed to determine the effects on the ZrC coating process of varying the composition of the gas mixture used for chemical vapor deposition of ZrC. The ZrC was deposited in a fluidized bed of ThO 2 particles using a gas mixture of CH 4, H 2, ZrC 4 and Ar. The ZrCl 4 flow was controlled using a powder feeder. Effects of varying CH 4 and H 2 concentrations and particle bed area on the rate of deposition of the ZrC, the appearance of the ZrC, the composition of the ZrC, and the microstructure of the ZrC were studied. Increases in CH 4 and H 2 concentration were effective in increasing the linear coating rate of ZrC. Increases in the ratio of CH 4 to ZrCl 4 in the coating gas resulted in a decreased metallic appearance of the coat and an increase in the C/Zr in the deposit. Increases in H 2 inhibit these effects. Des expériences ont été effectuées en vue de déterminer les effects sur le processus de revêtement en ZrC des variations de la composition du mélange de gaz utilisés pour réaliser la déposition en phase vapeur de ZrC. Le carbure ZrC est déposé dans un lit fluidisé de particules de ThO 2 en utilisant un mélange de gaz (CH 4, H 2, ZrCl 4 et Ar). Le courant gazeux était contrôlé en utilisant un mélangeur de poudres. Les effets de variations de concentration en CH 4 et H 2 et de la surface du lit de particules sur la vitesse de déposition du carbure ZrC, l'apparition de ZrC, la composition et la microstructure de ZrC sont étudiées. L'augmentation de la concentration en CH 4 et H 2 joue un rôle effectif sur l'augmentation de la vitesse linéaire de déposition de ZrC. L'augmentation du rapport CH 4/ZrCl 4 dans le mélange de gaz a pour résultat une diminution de l'éclat métallique du dépôt et une augmentation du rapport C/Zr dans le dépôt. L'augmentation de la teneur en H 2 inhibe ces effets. Es wurden Versuche durchgeführt, mit denen der Einfluss einer Änderung der Gaszusammensetzung auf den ZrC-Beschichtungsprozess durch chemische Abscheidung von ZrC aus der Gasphase bestimmt wurde. Das ZrC wurde in einem Fliessbett auf ThO 2-Teilchen mit einem CH 4-H 2-ZrCl 4-Ar-Gasgemisch abgeschieden. Der ZrCl 4-Fluss wurde mit Hilfe einer Pulver-Zuleitung kontrolliert. Es wurden der Einfluss wechselnder CH 4- und H 2-Konzentrationen und Fliessbettquerschnitte auf die ZrC-Abscheidegeschwindigkeit sowie das Aussehen, die Zusammensetzung und das Gefüge des ZrC untersucht. Eine Zunahme der CH 4- und H 2-Konzentration wirkt sich auf eine Erhöhung der