Model Research On Synthesis Of Al2O3-C Layers By MOCVD

These are model studies whose aim is to obtain information that would allow development of new technology for synthesizing monolayers of Al₂O₃-C with adjusted microstructure on cemented carbides. The Al₂O₃-C layer will constitute an intermediate layer on which the outer layer of Al₂O₃ without carbon is synthesized. The purpose of the intermediate layer is to block the cobalt diffusion to the synthesized outer layer of Al₂O₃ and to stop the diffusion of air oxygen to the substrate during the synthesis of the outer layer. This layer should be thin, continuous, dense and uniform in thickness. Al₂O₃-C layers were synthesized from aluminum acetylacetonate by the CVD method on quartz glass heated in an induction furnace in the temperature range 800-1000°C using argon as a carrier for the reactants. The layers were prepared also at low temperatures and were then subjected to crystallization at higher temperatures. The resulting layers prepared at temperatures above 900°C were nanocrystalline (including the α- Al₂O₃ phase). Due to the fact that crystallization can be controlled, we may have a greater influence on the structure and thus the properties of the layer compared to direct synthesis at high temperature.

Celem prowadzonych modelowych badań nad syntezą warstw Al₂O₃ metodą MOCVD jest uzyskanie informacji przydatnych do opracowania nowej technologii nanoszenia tych warstw na podłoża z węglików spiekanych. Warstwa Al₂O₃-C będzie stanowić pośrednią warstwę, na której będzie syntezowana zewnętrzna warstwa Al₂O₃ nie zawierająca węgla. Zadaniem warstwy pośredniej jest blokowanie dyfuzji kobaltu do syntezowanej zewnętrznej warstwy Al₂O₃ oraz ochrona podłoża przed utlenianiem podczas syntezy zewnętrznej warstwy. Warstwa ta powinna być cienka, ciągła, gęsta i mało zróżnicowana w grubości. Warstwy Al₂O₃-C syntezowano z acetyloacetonianu glinu metodą CVD na szkle kwarcowym. Podłoże ogrzewano indukcyjnie w zakresie temperatur 800-1000°C. Gazem nośnym był argon. Warstwy syntezowane w niższych temperaturach były poddawane krystalizacji w wyższych temperaturach. Otrzymane warstwy w temperaturach powyżej 900°C były nanokrystaliczne (zawierały fazę α- Al₂O₃). Z uwagi na to, że proces krystalizacji warstw może być kontrolowany, można wpływać na strukturę oraz właściwości warstw.