一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，涉及半导体行业碳化硅烧结陶瓷加工技术领域。陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，包括以下步骤：(1)预处理：将陶瓷送入沉积炉系统，通过抽真空系统将沉积炉系统内部抽成真空状态；沉积炉系统升温至1200

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺


[0001]本专利技术涉及半导体行业碳化硅烧结陶瓷加工
，尤其是指一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺。

技术介绍

[0002]近年来，光伏、半导体等高纯硅材料生产过程中，大量使用陶瓷产品，对陶瓷表面的强度、耐磨性及纯度均提出了更高的要求。
[0003]SiC具有优异的物理化学性能，如高熔点、高硬度、耐腐蚀、抗氧化等，特别是在1800
‑
2000℃范围，具有良好的抗烧蚀性能，因此，具有广阔的应用前景。但SiC本身不能作为结构材料使用，所以通常采用制备涂层的方法，以利用其耐磨性以及抗烧蚀性。
[0004]因此，若能够在陶瓷表面增加碳化硅涂层，显然能够增强高温条件下陶瓷表面的强度、耐磨性、耐腐蚀性。为此，急需提供一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，能够在陶瓷表面增加碳化硅涂层，增强陶瓷表面的强度、耐磨性等性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，能够在陶瓷表面增加碳化硅涂层，增强陶瓷表面的强度、耐磨性等性能。
[0006]本专利技术的一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺采用高温化学气相沉积法，采用气态的原料，使分解得到的碳化硅分子沉积在陶瓷表面，然后凝聚生长，生长速率为30
‑
40μm/h，最终形成碳化硅涂层；得到的碳化硅涂层致密、光滑，能够显著提高陶瓷表面的强度、耐磨性、耐腐蚀等性能。
[0007]同时，本专利技术的一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺采用高温化学气相沉积法，采用气态的原料甲基三氯硅烷，分解得到碳化硅和氯化氢，具体的，反应涉及
·
CH2和
·
SiCl2自由基，以及众多其它的自由基；通过足够的能量，在表面吸附这些物质通常会导致重新调整，来生成SiC和HCl，并使其再变成气相。反应后的尾气由抽真空系统抽入尾气处理系统中处理；整个过程简单方便、且绿色环保。
[0008]本专利技术公开一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，包括以下步骤：
[0009](1)预处理：将陶瓷送入沉积炉系统，通过抽真空系统将沉积炉系统内部抽成真空状态；沉积炉系统升温至1200
‑
1400℃；
[0010](2)原料准备：将原料甲基三氯硅烷和气化氢气通入原料气化混合系统中得到混合气体；
[0011](3)反应沉积：原料气化混合系统将混合气体、氛围氢气、氩气通入到沉积炉系统中反应，即可在陶瓷表面沉积碳化硅涂层，得到成品。
[0012]优选的，所述步骤(1)中，陶瓷为耐高温、耐酸腐蚀的陶瓷。
[0013]优选的，所述步骤(1)中，沉积炉系统的压强为绝压80
‑
160mbar，温度为1200
‑
1400℃。
[0014]优选的，所述步骤(3)中，甲基三氯硅烷与氩气的摩尔比为8
‑
12：1。
[0015]优选的，所述步骤(3)中，在陶瓷表面沉积碳化硅涂层时，沉积速率为30
‑
40μm/h。
[0016]优选的，所述沉积炉系统的材料为高密度和低灰分石墨。
[0017]优选的，还包括水冷系统，水冷系统与沉积炉系统相连。
[0018]优选的，还包括尾气处理系统，尾气处理系统与抽真空系统相连。
[0019]优选的，所述尾气处理系统中为碱性溶液。
[0020]还公开所述的陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，在陶瓷加工方面的应用。
[0021]有益效果：
[0022](1)本专利技术的陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，通过甲基三氯硅烷在高温、真空中分解，在陶瓷上沉积形成碳化硅涂层，从而提高陶瓷表面的强度、耐磨性等性能，方法简单易操作，可适用于大规模生产；同时在反应过程中将生成的氯化氢抽出进行尾气处理，整个工艺绿色环保。
[0023](2)本专利技术的陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，利用甲基三氯硅烷在高温、真空中的分解反应，控制混合气体的通入速率和稀释气的稀释比例，以及控制工艺参数，从而控制碳化硅分子在陶瓷表面的生长速率为30
‑
40μm/h，减少陶瓷杂质逸出，提高陶瓷表面纯度，在陶瓷表面沉积一层致密的碳化硅涂层，显著提高陶瓷表面的强度、耐磨性和耐腐蚀性；适用于陶瓷加工方面的应用。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术陶瓷表面碳化硅涂层的工艺的工艺流程图。
[0026]图2为本专利技术陶瓷表面碳化硅涂层的工艺实施例1制备的第4炉的陶瓷的示意图。
[0027]图3为本专利技术陶瓷表面碳化硅涂层的工艺实施例1制备的第1炉的陶瓷的扫描电镜图。
[0028]图4为本专利技术陶瓷表面碳化硅涂层的工艺实施例1制备的第3炉的陶瓷的扫描电镜图。
[0029]图5为本专利技术陶瓷表面碳化硅涂层的工艺实施例1制备的第4炉的陶瓷的扫描电镜图。
[0030]图6为本专利技术陶瓷表面碳化硅涂层的工艺实施例1制备的第8炉的陶瓷的扫描电镜图。
[0031]图7为本专利技术陶瓷表面碳化硅涂层的工艺实施例1制备的第9炉的陶瓷的扫描电镜图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0034]还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0035]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0036]一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，采用高温化学气相沉积方法，利用甲基三氯硅烷在高温、绝压下的分解反应，在陶瓷表面沉积碳化硅涂层，同时将反应生成的氯化氢进行尾气处理。
[0037]陶瓷表面碳化硅涂层的工艺中，包括原料气化混合系统、沉积炉系统、抽真空系统、尾气处理系统和水冷系统。原料和气化氢气进入原料气化混合系统中气化混合，原料气化系统与沉积炉系统相连，气化混合后的混合气体以及氛围氢气和氩气通入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理：将陶瓷送入沉积炉系统，通过抽真空系统将沉积炉系统内部抽成真空状态；沉积炉系统升温至1200
‑
1400℃；(2)原料准备：将原料甲基三氯硅烷和气化氢气通入原料气化混合系统中得到混合气体；(3)反应沉积：原料气化混合系统将混合气体、氛围氢气、氩气通入到沉积炉系统中反应，即可在陶瓷表面沉积碳化硅涂层，得到成品。2.如权利要求1所述的陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，陶瓷为耐高温、耐酸腐蚀的陶瓷。3.如权利要求1所述的陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，沉积炉系统的压强为绝压80
‑
160mbar，温度为1200
‑
1400℃。4.如权利要求1所述的陶瓷表面碳化硅涂层的工艺，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠德胜，朱建中，万荣群，
申请(专利权)人：无锡海飞凌半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：