Si-B-C-N-H-Cl体系CVD气相产物热力学数据的计算

任海涛，刘家臣，郭安然天津大学先进陶瓷加工技术教育部重点实验室，天津30007西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室，西安7007

Si-B-C-N-H-Cl体系CVD气相产物热力学数据的计算

任海涛1，2，刘家臣1，郭安然11天津大学先进陶瓷加工技术教育部重点实验室，天津300072
2西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室，西安710072

本文采用基于量子力学的理论方法计算获得了Si-B-C-N-H-Cl 体系CVD过程中所有气相产物的热力学数据，包括分子在298.15 K ～ 2000 K的标准摩尔热容，标准摩尔熵、标准摩尔生成焓和标准摩尔生成吉布斯自由能等，为含Si-B-C-N-H-Cl元素的任意先驱体体系反应热力学研究提供了基础数据。

硅硼碳氮陶瓷；CVD；热力学计算

连续纤维增韧非氧化物陶瓷基复合材料具有密度低、耐高温、优异力学、抗腐蚀和抗氧化性能，在航空航天领域获得了广泛应用。含有硅 （Si）、硼 （B）、碳 （C）、氮 （N） 等化学元素的二元或多元非氧化物陶瓷 （如 SiC、Si3N4、BN、Si-C-N和 Si-B-C-N 等） 具有轻质、耐高温、抗热冲击、力学性能高等优点，其中一些化合物还具有吸波透波功能，是结构功能一体化陶瓷基复合材料的优良基体材料［1-3］。

化学气相沉积 （Chemical Vapor Deposition， CVD） 是制备陶瓷基复合材料界面、基体和涂层组元的有效方法。利用CVD方法制备无机材料的反应过程中涉及到的化学反应十分复杂，理解和掌握这些反应的机理对于先驱体的选择、反应器的设计、工艺参数的优化以及材料的微观尺度设计都有极其重要的意义。Si-B-C-N-H-Cl体系中涉及到大量的气相产物，其中绝大多数气相产物由于存在寿命短，活性高，实验难以测定，其热力学数据基本都为未知，仅通过传统实验方法研究其热力学特性目前还很困难。……