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J. Phys. Colloques
Volume 50, Numéro C5, Mai 1989
Actes de la 7ème Conférence Européenne sur les Dépôts Chimiques en Phase Gazeuse / Proceedings of the Seventh European Conference on Chemical Vapour Deposition
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| Page(s) | C5-219 - C5-227 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1989528 | |
J. Phys. Colloques 50 (1989) C5-219-C5-227
DOI: 10.1051/jphyscol:1989528
CVD GROWTH AND MORPHOLOGY OF Ti (C, N) WHISKERS
H. SCHACHNER, G. HORLAVILLE et P. FONTAINEBattelle-Europe, Geneva Research Centres, CH-1227 Carouge, Switzerland
Résumé
La croissance de whiskers de cabonitrures de titane a été effectuée sur des substrats en nickel à partir d'un melange gazeux contenant TiCl4, CH4, N2 et H2 à une température élevée (l300°C) et à pression atmosphérique. Des vitesses de croissance jusqu'à environ 100 µm par minute ont été observées. La dimension de la cellule élémentaire cubique de Ti(C,N), déterminée par diffraction aux rayons X, dépend du rapport CH4/N2 dans le mélange de gaz et a permis l'estimation de la composition de se situer dans l'intervalle entre TiC0.66N0.34 et TiC0.42N0.58. En général, les whiskers ont des faces cristallines bien développées et lisses. Leur croissance s'est produite préférentiellement dans la direction [l00]. On observe des sections tétragonales, dodécagonales et octagonales qui peuvent apparaître successivement le long de l'axe de croissance dans le même whisker. Dans quelques cas, la présence sur la pointe des whiskers de gouttelettes solidifiées d'un alliage contenant nickel et titane présente une évidence pour un mécanisme de croissance VLS dans la phase initiale.
Abstract
Whiskers of titanium-carbonitrides have been grown on nickel substrates from TiCl4-CH4-N2-H2 gas mixtures at temperatures of about 1300°C and at atmospheric pressure. Growth rates of up to about 100 µm/min were observed. The dimension of the cubic unit cell of Ti(C,N), determined by X-ray diffraction, depends upon the CH4/N2 ratio in the feed gas and permitted an estimation of the composition to be in the range TiC0.68N0.34 to TiC0.42 N0.58. Generally, the whiskers exhibit well developed and smooth crystal faces. They have grown preferentially in the [100]-direction. Tetragonal, dodecagonal and octagonal cross-sections were observed. These may occur successively along the growth direction of one and the same whisker. Evidence for a VLS growth mechanism in the initial stage is provided in some cases by the presence on the whisker tip of solidified droplets of an alloy which contains titanium and nickel.