一种气相沉积系统技术方案

本发明专利技术公开了一种气相沉积系统，包括反应炉、第一混合罐、第二混合罐，第一混合罐与反应炉相连通，第二混合罐与反应炉相连通，反应炉上连通有第一导气管和第二导气管，第一导气管用于反应炉内洗炉用气N2的传输，第二导气管用于氮化硼沉积所需反应气体NH3的输入，第一混合罐上连通有第三导气管，第三导气管用于氮化硼沉积所需反应气体BCl3的输入，第二混合罐上连通有第四导气管，第四导气管用于碳化硅沉积所需反应气体CH3SiCl3的输入，第一混合罐与第二混合罐外连通有辅助用气H2传输的第五导气管，第一混合罐与第二混合罐外连通有惰性用气Ar传输的第六导气管，本发明专利技术能够通过同一套设备实现氮化硼沉积与碳化硅沉积的先后进行，可以有效减小生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种气相沉积系统
本专利技术涉及化工机械领域，更具体地说，特别涉及一种气相沉积系统。
技术介绍
化学气相沉积技术是应用气态物质在固体表面发生化学反应并产生固态沉积物的一种工艺，它大致包含三步：(1)形成挥发性物质；(2)把上述物质转移至沉积区域；(3)在固体上产生化学反应并产生固态物质。目前而言，为增强工件的耐磨性与导热性，很多工件上都会进行碳化硅沉积，但是单纯的在工件上进行碳化硅沉积易造成工件韧性不够而碎裂，而氮化硼具有较好的抗氧化性、抗热震性和化学稳定性，并且具有与石墨相似的六方片层结构，是纤维增韧复合材料中界面材料的首选，能极大改善材料的热稳定性和力学性能，因此，很多工件在进行碳化硅沉积时，往往会先进行氮化硼沉积，实际操作中，由于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需的工艺气体和反应温度都不相同，因此，氮化硼沉积与碳化硅沉积往往需要分别在不同的气相沉积炉中进行，从而极大增加了生产成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为提供一种气相沉积系统，该气相沉积系统通过其结构设计，能够通过同一套设备实现氮化硼沉积与碳化硅沉积的先后进行，可以有效减小生产成本。一种气相沉积系统，包括反应炉、第一混合罐、第二混合罐，所述第一混合罐与所述反应炉相连通，所述第二混合罐与所述反应炉相连通，所述反应炉上连通有第一导气管和第二导气管，所述第一导气管用于所述反应炉内洗炉用气N2的传输，所述第二导气管用于氮化硼沉积所需反应气体NH3的输入，所述第一混合罐上连通有第三导气管，所述第三导气管用于氮化硼沉积所需反应气体BCl3的输入，所述第二混合罐上连通有第四导气管，所述第四导气管用于碳化硅沉积所需反应气体CH3SiCl3的输入，所述第一混合罐与所述第二混合罐外连通有第五导气管，所述第五导气管用于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需辅助用气H2的传输，所述第一混合罐与所述第二混合罐外连通有第六导气管，所述第六导气管用于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需惰性用气Ar的传输。优选地，所述第一导气管、所述第二导气管、所述第三导气管、所述第四导气管、所述第五导气管、第六导气管上均设置有用于管路内气体过滤的过滤器。优选地，所述第一导气管、所述第二导气管、所述第三导气管、所述第四导气管上均设置有用于管路通断控制的电磁阀。优选地，所述第一导气管、所述第二导气管、所述第三导气管、所述第四导气管上均设置有用于管路流量控制的球阀。优选地，所述第一混合罐与所述第五导气管之间以及所述第二混合罐与所述第五导气管之间均设置有用于管路通断控制的电磁阀。优选地，所述第一混合罐与所述第六导气管之间以及所述第二混合罐与所述第六导气管之间均设置有用于管路通断控制的电磁阀。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的方案可以通过同一套设备对工件先后进行氮化硼沉积与碳化硅沉积，同时，氮化硼沉积完成后无需再降温而直接升温至1200摄氏度以进行碳化硅沉积，能有效节约能源，减小能量损耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的气相沉积系统的整体结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。参见图1，图1提供了本专利技术的一种具体实施例，其中，图1为本专利技术实施例所提供的气相沉积系统的整体结构示意图。图中箭头方向为气体的流动方向。如图1所示，本专利技术提供的该气相沉积系统可以在同一套设备内对工件先后进行氮化硼沉积与碳化硅沉积，无需通过两套设备分别进行氮化硼沉积与碳化硅沉积，从而能有效减小生产成本。本专利技术提供的该气相沉积系统包括反应炉1，第一混合罐2，第二混合罐3，第一导气管4，第二导气管5，第三导气管6，第四导气管7，第五导气管8，第六导气管9，过滤器10，电磁阀11，球阀12。本方案中，反应炉1用于给工件进行氮化硼沉积与碳化硅沉积提供反应空间，具体地，本方案涉及的化学反应式有两个：第一个为：NH3+BCl3→BN+3HCl，反应温度为600摄氏度左右。第二个为：CH3SiCl3→SiC+3HCl，反应温度为1200摄氏度左右。其中，反应炉1先通入氮化硼沉积所需气体，反应温度提升至600摄氏度左右，待工件氮化硼沉积完成后，再通入碳化硅沉积所需气体，同时将反应温度提升至1200摄氏度左右。本方案包括第一混合罐2和第二混合罐3，第一混合罐2与所述反应炉1相连通，第二混合罐3与所述反应炉1相连通，第一混合罐2用于BCl3及辅助用气H2及惰性用气Ar的混合，第二混合罐3用于气态CH3SiCl3(简称MTS)及辅助用气H2及惰性用气Ar的混合。也就是说，BCl3与CH3SiCl3在进入反应炉1之前，都会充分与辅助用气H2及惰性用气Ar混合，从而可以有效控制气体之间的反应速度，提高氮化硼与碳化硅的生成量。本方案中，反应炉1上连通有第一导气管4和第二导气管5，所述第一导气管4用于所述反应炉内洗炉用气N2的传输，所述第二导气管5用于氮化硼沉积所需反应气体NH3的输入，所述第一混合罐2上连通有第三导气管6，所述第三导气管6用于氮化硼沉积所需反应气体BCl3的输入，所述第二混合罐3上连通有第四导气管7，所述第四导气管7用于碳化硅沉积所需反应气体CH3SiCl3的输入。本方案中，第一混合罐2与所述第二混合罐3外连通有第五导气管8，所述第五导气管用于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需辅助用气H2的传输，所述第一混合罐2与所述第二混合罐3外连通有第六导气管，所述第六导气管9用于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需惰性用气Ar的传输。具体实施过程中，先通过第一导气管4输入洗炉用气N2用于反应炉1清洗，然后通过第三导气管6、第五导气管8、第六导气管9分别将BCl3、H2、Ar通入第一混合罐2进行充分混合，再将BCl3、H2、Ar的混合气输入至反应炉1，同时第二导气管5输入NH3，同时将反应炉1的温度控制在600摄氏度左右，BCl3与NH3便会反应生成氮化硼而沉积在工件表面，该过程中，H2可以有效提高氮化硼的反应速度和生成量；当氮化硼沉积完成后，关闭其他管路，通过第四导气管7、第五导气管8、第六导气管9分别将CH3SiCl3、H2、Ar通入至第二混合罐3进行充分混合，然后将CH3SiCl3、H2、Ar的混合气输入至反应炉1，同时将反应炉1的温度提升至1200摄氏度左右，CH3SiCl3便会分解形成碳化硅而沉积在工件表面，从而完成工件的整个沉积过程。整体而言，本专利技术提供的方案可以通过同一套设备对工件先后进行氮化硼沉积与碳化硅沉积，同时，氮化硼沉积完成后无需再降温而直接升温至1200摄氏度以进行碳化硅沉积。而传统设备不仅需要两台，工件需要先在一台设备内进行氮化硼沉积，然后再将工件转移至另一台设备内进行碳化硅沉积，转移过程耗时耗力，同时，前一台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气相沉积系统，其特征在于，包括反应炉、第一混合罐、第二混合罐，所述第一混合罐与所述反应炉相连通，所述第二混合罐与所述反应炉相连通，所述反应炉上连通有第一导气管和第二导气管，所述第一导气管用于所述反应炉内洗炉用气N2的传输，所述第二导气管用于氮化硼沉积所需反应气体NH3的输入，所述第一混合罐上连通有第三导气管，所述第三导气管用于氮化硼沉积所需反应气体BCl3的输入，所述第二混合罐上连通有第四导气管，所述第四导气管用于碳化硅沉积所需反应气体CH3SiCl3的输入，所述第一混合罐与所述第二混合罐外连通有第五导气管，所述第五导气管用于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需辅助用气H2的传输，所述第一混合罐与所述第二混合罐外连通有第六导气管，所述第六导气管用于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需惰性用气Ar的传输。

【技术特征摘要】
1.一种气相沉积系统，其特征在于，包括反应炉、第一混合罐、第二混合罐，所述第一混合罐与所述反应炉相连通，所述第二混合罐与所述反应炉相连通，所述反应炉上连通有第一导气管和第二导气管，所述第一导气管用于所述反应炉内洗炉用气N2的传输，所述第二导气管用于氮化硼沉积所需反应气体NH3的输入，所述第一混合罐上连通有第三导气管，所述第三导气管用于氮化硼沉积所需反应气体BCl3的输入，所述第二混合罐上连通有第四导气管，所述第四导气管用于碳化硅沉积所需反应气体CH3SiCl3的输入，所述第一混合罐与所述第二混合罐外连通有第五导气管，所述第五导气管用于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需辅助用气H2的传输，所述第一混合罐与所述第二混合罐外连通有第六导气管，所述第六导气管用于氮化硼沉积与碳化硅沉积所需惰性用气Ar的传输。2.根据权利要求1所述的气相沉积系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏斌，胡祥龙，戴煜，周岳兵，
申请(专利权)人：湖南顶立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43