Công nghệ chế tạo vật liệu xốp và cơ chế ăn mòn xốp
2.3.3.Cơ chế ăn mòn anốt SiC
Trước tiên phải nhấn mạnh rằng, để quá trình ăn mòn anốt SiC có thể xảy ra được thì trước tiên phải bẻ gẫy được liên kết Si-C. Và như đã trình bày trong Chương 1, đây là mối liên kết mạnh giữa hai nguyên tử nhẹ, do đó, việc bẻ gẫy liên kết này sẽ khó khăn hơn rất nhiều so với việc bẻ gẫy liên kết Si-Si khi ăn mòn silic. Sau khi liên kết Si-C bị bẻ gẫy thì Si và C bị mất đi một cách độc lập so với nhau.
Cho đến nay hầu hết các tác giả đều cho rằng quá trình ăn mòn anốt SiC trong dung dịch nước của HF được diễn ra theo cơ chế là ăn mòn hai bước (ăn mòn thông qua ôxy hóa). Cơ chế ăn mòn hai bước trong ăn mòn anốt SiC đầu tiên được đề xuất bởi Shor và Kurtz [141] và sau này được chấp nhận bởi gần như tất cả các nhóm nghiên cứu về ăn mòn anốt SiC [7, 47, 113, 136, 190]. Theo cơ chế này, sau khi liên kết Si-C bị bẻ gẫy thì: Si bị ôxy hóa để tạo thành ôxít silic, sau đó ôxít được tạo thành này sẽ tác dụng với HF để tạo ra một hợp chất tan vào trong dung dịch ăn mòn; Còn C bị ôxy hóa để tạo thành ôxít cabon và sau đó nó sẽ tạo thành các bong
49
bóng khí nổi lên và thoát ra khỏi dung dịch ăn mòn. Ngoài ra, cơ chế ăn mòn mà trong đó Si bị mất đi một cách trực tiếp, còn C mất đi thông qua ôxy hóa cũng đã được đề nghị bởi một số nhóm nghiên cứu [18, 123, 133, 139], nhưng cho tới nay cơ chế này chưa thực sự được chứng minh bằng các kết quả thực nghiệm. Hơn nữa không ai nghĩ đến trường hợp C không bị ôxy hóa (ít nhất là một phần) và còn lại trong lớp PSiC tạo ra một lớp PSiC giàu cacbon. Trong luận án này chúng tôi đề xuất trường hợp này và chứng minh nó bằng thực nghiệm. Ngoài ra, chúng tôi còn nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện ăn mòn lên cơ chế ăn mòn SiC. Các kết quả này sẽ được trình bày cụ thể trong Chương 3.