【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于氧化钇粉体及其制备工程，涉及一种掺杂氧化钇粉末及其制备方法和应用，特别是涉及一种利用水热合成法一次性合成掺杂镁铝尖晶石（mgal2o4）和y-al-o化合物的y2o3粉末，以增强其性能。
技术介绍
1、氧化钇（y2o3）作为一种重要的稀土氧化物，因其出色的物理和化学稳定性在许多高
中被广泛应用。尤其是在半导体制造领域，高纯氧化钇由于良好的抗等离子冲蚀性，被用于等离子刻蚀设备的内壁保护涂层材料。然而高纯氧化钇材料的制备成本高，并且其抗等离子冲蚀性能仍需要进一步提高才可以避免在半导体晶圆加工工艺中对晶圆造成不必要的污染，因此需要引入掺杂来进一步提高纯氧化钇的性能。
2、传统上，掺杂氧化钇的制备通常依赖于物理掺杂方法，如球磨，这些方法在实际应用中存在掺杂相分布不均匀的问题。不均匀的掺杂会导致材料性能的不稳定，限制了其在某些应用中的有效性。此外，这些物理方法往往需要较高的能耗和更复杂的后处理过程。
3、因此，为了获得更优性能的掺杂氧化钇粉末，设计一种高效的制备方法十分有必要。
4、需要说明的是，公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种掺杂氧化钇片状粉末及其制备方法和应用，创新性的采用了水热合成工艺来制备掺杂的氧化钇粉末，该方法涉及在水热条件下使用镁铝尖晶石（mgal2o4）和y-al-
2、为实现上述目的，本申请采用以下技术方案：
3、第一方面，本申请提供一种掺杂氧化钇片状粉末，包括化学成分如下质量百分比含量的各组分：y2o3：55~65wt.%；mgal2o4：10~20wt.%和y-al-o化合物：15~35wt.%；该粉末具有颗粒大小在5-25微米之间的片状形貌。
4、进一步的，所述y-al-o化合物包括al2y4o9、yalo3和y3al5o12中的至少一种。
5、第二方面，本申请提供一种上述第一方面的掺杂氧化钇片状粉末的制备方法，包括以下步骤：
6、1）溶液配制：首先，配制0.2-0.4m浓度的y(no3)3·6h2o溶液，作为y3+的源；
7、2）掺杂剂添加：随后，按照质量配比将mgcl2和al(no3)3·9h2o加入步骤1）所得到的溶液中。所添加的掺杂剂含量决定了生成的镁铝尖晶石（mgal2o4）和y-al-o化合物在掺杂氧化钇片状粉末中的含量；
8、3）ph值调节：使用nh3·h2o溶液通过滴定将上述溶液的ph值调节至8-10，为水热反应作准备；
9、4）水热反应准备：将调节ph值后的溶液转移到装有磁力搅拌磁子的聚四氟乙烯内胆中，为水热反应做好准备。水热反应釜配置磁力搅拌装置可以确保反应混合均匀；
10、5）水热反应：在170℃-200℃的条件下，将溶液在水热反应釜中反应9-15小时；
11、6）洗涤与干燥：水热反应完成后，将溶液冷却至室温，并通过过滤的方式收集粉末。然后对粉末进行洗涤和干燥，确保杂质的去除和粉末的纯净；
12、7）煅烧处理：最后，将干燥后的粉末进行研磨，以均匀粒度；随后在600℃-700℃的条件下煅烧3-5小时，以进一步提高材料的结构稳定性和性能。
13、进一步的，本申请还提供上述第一方面的掺杂氧化钇片状粉末在等离子刻蚀设备中的应用。
14、本申请的有益效果是：
15、通过本专利技术的方法，所得到的的掺杂氧化钇片状粉末展现出优异的物理和化学性能，如高熔点、良好的电绝缘性和优越的热稳定性等，尤其是相比纯氧化钇粉末具有更佳的抗等离子冲蚀性能，从而可以在半导体晶圆加工工艺中有效避免对晶圆造成不必要的污染。另外，相比传统的物理掺杂方法，本专利技术的水热合成法不仅能够实现更均匀的掺杂，而且在反应过程中具有更低的能耗和更好的粒度控制，为高性能氧化钇材料的制备提供了一种更为经济、高效的新途径，克服了传统物理掺杂方法的限制，为氧化钇及其相关材料的应用开辟了新的可能性。
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1.一种掺杂氧化钇片状粉末，其特征在于，包括化学成分如下质量百分比含量的各组分：Y2O3：55~65wt.%；MgAl2O4：10~20wt.%和Y-Al-O化合物：15~35wt.%；该粉末具有颗粒大小在5-25微米之间的片状形貌。
2.根据权利要求1所述的掺杂氧化钇片状粉末，其特征在于，所述Y-Al-O化合物包括Al2Y4O9、YAlO3和Y3Al5O12中的至少一种。
3.根据权利要求2中所述的掺杂氧化钇片状粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，其中步骤4）中的溶液转移量为聚四氟乙烯内胆总容积的50%-70%。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，其中步骤6）中的洗涤步骤具体包括：对收集的粉末先用超纯水进行至少三次的超声洗涤；然后使用无水乙醇进行至少三次的超声洗涤。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，其中步骤6）的干燥步骤具体包括：在90℃条件下干燥步骤5）所得到的粉末7-12小时。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1-7中任一项所述的掺杂氧化钇片状粉末在等离子刻蚀设备中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种掺杂氧化钇片状粉末，其特征在于，包括化学成分如下质量百分比含量的各组分：y2o3：55~65wt.%；mgal2o4：10~20wt.%和y-al-o化合物：15~35wt.%；该粉末具有颗粒大小在5-25微米之间的片状形貌。
2.根据权利要求1所述的掺杂氧化钇片状粉末，其特征在于，所述y-al-o化合物包括al2y4o9、yalo3和y3al5o12中的至少一种。
3.根据权利要求2中所述的掺杂氧化钇片状粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，其中步骤4）中的溶液转移量为聚四氟乙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐惠彬，张虎，高明，张延宁，王方方，
申请(专利权)人：北京航空航天大学宁波创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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