容器内表面化学气相沉积涂层方法技术

本发明专利技术公开了一种容器内表面化学气相沉积涂层方法，该方法可以解决只有一个开口的容器，或者单向多个开口容器，或者有两个开口但其夹角小于９０°、或者两个开口未开在沿容器最长方向两端的容器内表面涂层的制备。利用容器（１）本身的开口（２）连接一进气管（３），向容器（１）内插入一根导流管（４），导流管内口（４ａ）插到容器最长方向的顶端，作为尾气排出通道，反应气体在容器内表面沉积后，尾气通过位于容器内部的导流管内口（４ａ）通过导流管（４）排出，导流管外口（４ｂ）处连接真空泵，沉积过程中容器内压强始终保持一定值，可采用常压或减压化学气相沉积。采用此方法可在容器内表面连续均匀地沉积涂层，并可降低生产周期。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
化学气相沉积是一种先进的薄膜制备技术，可制备包括陶瓷、难熔金属等在内的结构或功能薄膜，在冶金、机械、航空航天、核、能源等领域有着广泛地应用。化学气相沉积是通过沉积物的气相前驱体的化学反应生成，因为有气相连续供给，所以一般选择直筒式反应器，需要沉积工件放置在反应器高温处，反应气体从工件一端对应的反应器进气口进入，在高温区反应生成固相产物和气相尾气，固相产物沉积在工件表面，气相尾气从工件另一端对应的反应器排气口排出。一般的化学气相沉积技术均适于在各种工件的外表面制备涂层，但是不适于一些特殊容器的内表面涂层。比如只有一个开口的容器，反应气体不能连续进出；容器有两个开口，但其夹角小于90°，或两个开口未开在沿容器最长方向的两端，一个开口进气，一个开口出气，可以实现连续工作，但是容器内容易产生死角，沉积涂层不完整。实际应用中，核工业用来储存氚的圆柱形容器，两端均密封，仅在一端预留有细管用以充氚，容器内表面需要沉积氧化铝、碳化硅等阻氚涂层。由于所预留细管口径小，虽然可以用脉冲化学气相沉积法，通过间断性充气、反应、抽气，再充气循环往复的方法沉积阻氚涂层，但是周期较长，而且气相形核导致涂层质量较差。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种。该方法可以有效地解决只有一个开口的容器，或者单向多个开口容器，或者有两个开口但其夹角小于90°、或者两个开口未开在沿容器最长方向两端的容器内表面涂层的制备。一种，利用容器1本身的开口2连接一进气管3，向容器1内插入一根导流管4，导流管内口4a插到容器最长方向的顶端，作为尾气排出通道，通过进气管3进行连续供气，通过导流管4进行连续排气。反应气体在容器内表面沉积后，尾气通过位于容器内部的导流管内口4a通过导流管4排出，导流管外口4b处连接真空泵，沉积过程中容器内压强始终保持一定值，可采用常压或减压化学气相沉积。对于单开口容器，采用套管的方法实现连续供气和连续排气，通过连接在容器开口2上的进气管3向容器1内插入导流管4，进气管3与导流管4之间的间隙作为反应气体的进入通道。对于单向多个开口容器，沉积过程中其他开口密封，沉积结束后复原，并以容器其中一个开口，比如容器开口2作为进气口，容器的另一个开口中插入导流管4。对于有两个开口但其夹角小于90°、或者两个开口未开在沿容器最长方向的两端的容器，以容器的一个开口比如容器开口2作为进气口，容器的另一个开口中插入导流管4。导流管可以是直管，也可以是弯管，在沉积过程中可以转动，以实现对容器内壁死角处的涂层沉积。可以在上述容器内表面沉积氧化铝、氧化硅等氧化物陶瓷，也可以沉积碳化硅、氮化硅等非氧化物陶瓷，还可以沉积铝、铱等金属涂层。本专利技术的优点在于对于单开口容器，由于采用套管的方法进行连续供气连续排气，保证了化学反应正向进行，沉积质量高，沉积周期短。对于具有两个以上开口容器，或者其开口夹角小于90°，或者开口未开在沿容器最长方向的容器，在沉积过程中用其两个开口，一个开口作为进气口，一个开口中插入导流管，作为尾气排出通道，导流管可以是弯管，在沉积过程中可以转动，以实现死角的沉积。达到表面沉积完整，涂层质量高。附图说明图1为单开口示意2为单向多开口示意3为开口夹角小于90°以及开口未开在沿容器最长方向的具有两个及两个以上开口示意中1-容器 2-容器开口 3-进气管 4-导流管 4a-导流管内口 4b-导流管外口具体实施例方式参照图1，对于单开口容器，通过连接在容器开口2上的进气管3向容器1内插入一根导流管4，导流管内口4a插到容器最长方向的顶端，作为尾气排出通道。进气管3与导流管4之间的间隙作为反应气体的进入通道，反应气体在容器内反应沉积后，尾气通过位于容器内顶部的导流管内口4a经导流管4排出，导流管外口4b处连接真空泵，通过抽真空，沉积过程中容器内压强始终保持在一定值。参照图2，对于单向多个开口容器，沉积过程中其他开口密封，沉积结束后复原。以容器其中一个开口，比如容器开口2作为进气口。容器的另一个开口中插入导流管4，导流管4插到容器最长方向的顶端，作为尾气排出通道，导流管与其所插入的开口之间密封。参照图3，对于有两个开口但其夹角小于90°的容器，或者两个开口未开在沿容器最长方向的两端的容器，以容器的一个开口比如容器开口2作为进气口，容器的另一个开口中插入导流管4，导流管4插到容器最长方向的顶端，作为尾气排出通道，导流管与其所插入的开口之间密封。导流管4可以是弯管，而且在沉积过程中可以转动，以实现死角的沉积。整个沉积过程可采用常压或减压化学气相沉积。本专利技术可以在容器内表面沉积氧化铝、氧化硅等氧化物陶瓷，碳化硅、氮化硅等非氧化物陶瓷，铝、铱等金属涂层。应用实施例以容器内表面化学气相沉积碳化硅涂层为例，将需要进行内表面涂层制备的容器1加热到化学气相沉积碳化硅所需的温度900～1200℃。100～1000ml/min氢气及10～100ml/min三氯甲基硅烷气体从进气口3进入容器1，反应气体反应后生成固相物质碳化硅、尾气氯化氢及氢气，碳化硅沉积在容器内表面，尾气通过位于容器内顶部的导流管内口4a经导流管4由导流管外口4b排出，导流管外口4b处连接真空泵，通过抽真空，沉积过程中容器内压强始终保持在76乇以下。沉积10小时，可获得5～20微米厚的均匀碳化硅涂层。权利要求1.一种，其特征在于利用容器1本身的开口2连接一进气管3，向容器1内插入一根导流管4，导流管内口4a插到容器最长方向的顶端，作为尾气排出通道，通过进气管3进行连续供气，通过导流管4进行连续排气，反应气体在容器内表面沉积后，尾气通过位于容器内部的导流管内口4a通过导流管4排出，导流管外口4b处连接真空泵，沉积过程中容器内压强始终保持一定值，可采用常压或减压化学气相沉积。2.根据权利要求1所述的，其特征在于对于单开口容器，采用套管的方法实现连续供气和连续排气，通过连接在容器开口2上的进气管3向容器1内插入导流管4，进气管3与导流管4之间的间隙作为反应气体的进入通道。3.根据权利要求1所述的，其特征在于对于单向多个开口容器，沉积过程中其他开口密封，沉积结束后复原，并以容器其中一个开口，比如容器开口2作为进气口，容器的另一个开口中插入导流管4。4.根据权利要求1所述的，其特征在于对于有两个开口但其夹角小于90°、或者两个开口未开在沿容器最长方向两端的容器，容器的一个开口比如容器开口2作为进气口，容器的另一个开口中插入导流管4。5.根据权利要求1、2、3或4所述的，其特征在于所述的导流管可以是直管，也可以是弯管，在沉积过程中可以转动，以实现对容器内壁死角处的涂层沉积。6.根据权利要求1、2、3或4所述的，其特征在于可以在所述容器内表面沉积氧化铝、氧化硅等氧化物陶瓷，也可以沉积碳化硅、氮化硅等非氧化物陶瓷，还可以沉积铝、铱等金属涂层。全文摘要本专利技术公开了一种，该方法可以解决只有一个开口的容器，或者单向多个开口容器，或者有两个开口但其夹角小于90°、或者两个开口未开在沿容器最长方向两端的容器内表面涂层的制备。利用容器(1)本身的开口(2)连接一进气管(3)，向容器(1)内插入一根导流管(4)，导流管内口(4a)插到容器最长方向的顶端，作为尾气排出通道，反应气体在容器内表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种容器内表面化学气相沉积涂层方法，其特征在于：利用容器１本身的开口２连接一进气管３，向容器１内插入一根导流管４，导流管内口４ａ插到容器最长方向的顶端，作为尾气排出通道，通过进气管３进行连续供气，通过导流管４进行连续排气，反应气体在容器内表面沉积后，尾气通过位于容器内部的导流管内口４ａ通过导流管４排出，导流管外口４ｂ处连接真空泵，沉积过程中容器内压强始终保持一定值，可采用常压或减压化学气相沉积。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈照峰，张立同，成来飞，徐永东，刘小瀛，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]