【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有反应烧结碳化硅特种陶瓷，尤其涉及一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法。
技术介绍
1、在碳化硅(sic)材料的制备过程中，硼(b)含量通常是一个关键问题。硼主要来源于烧结炉的保护层中，硼作为杂质存在于碳化硅中，对某些特定应用如半导体制造非常敏感。传统的碳化硅制备方法中，硼含量往往难以控制，可能导致以下技术问题：
2、硼污染问题：当碳化硅材料中的硼含量超过特定应用的限制时，可能引发半导体或其他高科技领域的硼污染问题，影响器件性能和可靠性。
3、工艺一致性问题：硼含量的不稳定性可能导致制备的碳化硅材料的性能不一致，这对高要求的应用是不可接受的。
4、材料性能问题：高硼含量可能降低碳化硅的耐高温性、机械强度和导电性等性能，限制了其在高温、高强度环境中的应用。
5、因此，需要一种制备超低硼含量碳化硅材料的方法，以满足对硼含量极低的特定应用的需求，同时确保高质量的材料性能和一致性。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法
2、本专利技术的方案是：
3、一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，包括下列步骤：
4、1)混料，将碳化硅粉、50～100重量份的石墨、280～320重量份的碳黑、80～120重量份的羧甲基纤维素钠加入到捏合机中1～3h后混合均匀，然后加入溶剂、10～30重量份的胺磺化减水剂、60～100重量份的聚乙烯粘结剂混合，搅拌10～15
5、2)挤出与干燥，利用挤出机对泥料进行挤出成型，获得样板；将样板向下倾斜20～30°放置在室温下阴干12～24h，之后对样板进行烘干；
6、3)配制至少两种涂层溶液，将涂层材料、去离子水与粘接剂按照一定比例混合后，搅拌12～72h后制备得到涂层溶液；两种涂层溶液的原料使用量具有区别；
7、4)承烧板制备，所述承烧板的长度方向100～1000mm，宽度方向为100～600mm，厚度方向为10～100mm；
8、5)涂层溶液喷涂，将所述承烧板加热至100～200℃后，喷涂氮化硼，形成的第一层厚度为0.1～2mm，将承烧板再次加热至100～200℃后，依次喷涂上述的两种涂层溶液，第二层涂层厚度为0.3～3mm，第三层涂层厚度为0.3～3mm；
9、6)真空烧结，喷好涂层的承烧板装载于烧结炉中，将样板置于其上进行烧结，并埋适量的硅；抽真空并充入惰性气体，以1～20℃/min的速度升温至500～1200℃，保温1～6小时，再以1～10℃/min的升温速率升温至1400～1750℃，保温1～6小时后冷却到室温，打磨抛光后得到目标产品保温冷却到室温得到烧结体；
10、7)将烧结体进行抛光打磨，得到产品碳化硅陶瓷，产品碳化硅陶瓷样品中的硼元素含量在1～80ppm。
11、作为优选的技术方案，所述3)中所述涂层材料包括氮化硼、碳化硅、氧化铝、钨、氧化锆、氮化硅其中的一种或多种；所述涂层材料的粒径分布区间为0.5～500μm。
12、作为优选的技术方案，所述4)中承烧板的板质为碳化硅、氮化硼、石墨其中一种。
13、作为优选的技术方案，将所述涂层溶液至于喷雾枪中，其功率为0.5～3.3kw，雾化能力为0.5～5l/min，出口气流速率为1～5m/s。
14、作为优选的技术方案，所述6)中惰性气体为氮气或者氩气其中一种。
15、作为优选的技术方案，所述6中)以1～20℃/min的速度升温至600～1000℃，保温1～3小时。
16、本专利技术还包括一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法制备的碳化硅，包括下列重量份的原料：
17、
18、
19、作为优选的技术方案，包括下列重量份的原料：
20、
21、由于采用了上述技术方案一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，1)混料，将碳化硅粉、50～100重量份的石墨、280～320重量份的碳黑、80～120重量份的羧甲基纤维素钠加入到捏合机中1～3h后混合均匀，然后加入溶剂、10～30重量份的胺磺化减水剂、60～100重量份的聚乙烯粘结剂混合，搅拌10～15h，搅拌过程中加入水泥增强剂；混合均匀后出料后放置30～36h，获得泥料；所述碳化硅份包括3000～3300重量份的碳化硅粗粉与120～180重量份的碳化硅细粉；2)挤出与干燥，利用挤出机对泥料进行挤出成型，获得样板；将样板向下倾斜20～30°放置在室温下阴干12～24h，之后对样板进行烘干；3)配制至少两种涂层溶液，将涂层材料、去离子水与粘接剂按照一定比例混合后，搅拌12～72h后制备得到涂层溶液；两种涂层溶液的原料使用量具有区别；4)承烧板制备，所述承烧板的长度方向100～1000mm，宽度方向为100～600mm，厚度方向为10～100mm；5)涂层溶液喷涂，将所述承烧板加热至100～200℃后，喷涂氮化硼，形成的第一层厚度为0.1～2mm，将承烧板再次加热至100～200℃后，依次喷涂上述的两种涂层溶液，第二层涂层厚度为0.3～3mm，第三层涂层厚度为0.3～3mm；6)真空烧结，喷好涂层的承烧板装载于烧结炉中，将样板置于其上进行烧结，并埋适量的硅；抽真空并充入惰性气体，以1～20℃/min的速度升温至500～1200℃，保温1～6小时，再以1～10℃/min的升温速率升温至1400～1750℃，保温1～6小时后冷却到室温，打磨抛光后得到目标产品保温冷却到室温得到烧结体；7)将烧结体进行抛光打磨，得到产品碳化硅陶瓷，产品碳化硅陶瓷样品中的硼元素含量在1～80ppm。
22、本专利技术的优点：
23、1.超低硼含量，本专利技术的制备方法具有明显的有益效果，即能够制备超低硼含量碳化硅材料。从而应用于需要极低硼含量的应用领域，如半导体制造，具有重要意义。制备的碳化硅材料硼含量极低，可满足硅材料对杂质的极高要求，从而避免了硼污染问题。
24、2.高纯度材料，本专利技术的制备方法能够提供高纯度的碳化硅材料，其中杂质含量极低，有助于提高材料的稳定性和可靠性。对半导体、光电子和其他高科技领域的应用尤为重要。
25、3.卓越的性能，由于超低硼含量，制备的碳化硅材料在高温、高压、高强度等极端条件下表现出卓越的性能。具有高抗弯强度、高硬度、高耐腐蚀性和优异的导电性能。
26、4.环保和资源节约，本专利技术的制备方法采用环保的惰性气氛或真空条件，有助于减少环境污染，并能够更有效地利用原材料资源。
27、5.经济效益，通过本专利技术介绍的方法，制备超低硼含量碳化硅材料降低生产成本，从而带来经济效益。
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1.一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于：所述3)中所述涂层材料包括氮化硼、碳化硅、氧化铝、钨、氧化锆、氮化硅其中的一种或多种；所述涂层材料的粒径分布区间为0.5～500μm。
3.如权利要求1所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于：所述4)中承烧板的板质为碳化硅、氮化硼、石墨其中一种。
4.如权利要求1所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于：将所述涂层溶液至于喷雾枪中，其功率为0.5～3.3kw，雾化能力为0.5～5L/min，出口气流速率为1～5m/s。
5.如权利要求1所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于：所述6)中惰性气体为氮气或者氩气其中一种。
6.如权利要求1所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于：所述6中)以1～20℃/min的速度升温至600～1000℃，保温1～3小时。
7.一种如权利要求1所
8.如权利要求7所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法制备的碳化硅，其特征在于，包括下列重量份的原料：
...【技术特征摘要】
1.一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于：所述3)中所述涂层材料包括氮化硼、碳化硅、氧化铝、钨、氧化锆、氮化硅其中的一种或多种；所述涂层材料的粒径分布区间为0.5～500μm。
3.如权利要求1所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于：所述4)中承烧板的板质为碳化硅、氮化硼、石墨其中一种。
4.如权利要求1所述的一种通过反应烧结制备超低硼含量碳化硅的方法，其特征在于：将所述涂层溶液至于喷雾枪中，其功率为0.5～3.3kw，雾化能力为0...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬胤，
申请(专利权)人：穆智上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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