【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合涂层，特别是涉及一种复合涂层及其制备方法、碳/碳坩埚及应用。
技术介绍
1、碳/碳坩埚因具有高强度、高热稳定性和耐磨性等优点，成为能源、汽车、航空航天和机械领域的重要组成。一些应用领域，例如能源制造对碳/碳坩埚精度和可靠性要求苛刻，一般通过频繁更换碳/碳坩埚的方式满足工艺的要求，实现导致应用成本居高不下。因此，需要优化碳/碳坩埚的性能，提供满足应用需要的高稳定性和长寿命的产品。
技术实现思路
1、基于此，本申请的目的包括提供一种复合涂层及其制备方法、碳/碳坩埚及应用。
2、本申请的复合涂层具有包括树脂焙烧物和石墨类碳物质的涂层，复合涂层与碳/碳基底结合紧密、耐腐蚀，包括该复合涂层的碳/碳坩埚的使用寿命较长。
3、本申请的第一方面，提供一种复合涂层，所述复合涂层结合于碳/碳基底之表面；
4、所述复合涂层包括树脂焙烧物和石墨类碳物质，其中，至少一部分所述树脂焙烧物形成具有连通孔道的骨架，所述石墨类碳物质的至少一部分填充于所述连通孔道内；
5、所述石墨类碳物质包括第一碳物质和第二碳物质；所述第一碳物质包括鳞片石墨粉和热解石墨；所述第二碳物质包括碳质颗粒。
6、在一些实施方式中，所述的复合涂层中，满足如下特征中的一项或多项：
7、所述鳞片石墨粉和所述热解石墨的质量比为8：2～9.9：0.1；
8、所述复合涂层的厚度为0.3mm～3mm；
9、所述复合涂层的密度为1.0g/cm3
10、所述碳/碳基底中接触所述复合涂层的表面层的主材为碳/碳复合材料；
11、所述碳/碳基底的基体的主材为碳/碳复合材料；
12、所述碳/碳基底的基体材料包括石墨。
13、本申请的第二方面，提供一种第一方面所述复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
14、将第一碳物质、聚合物树脂和醇溶剂混合，获得第一浆料；
15、将所述第一浆料覆液于碳/碳基底表面，干燥，形成结合于碳/碳基底表面的预涂层；
16、于惰性气氛下，对所述预涂层进行热处理，使所述聚合物树脂形成具有连通孔道的骨架涂层，所述第一碳物质附着于至少一部分所述骨架上，得到包括石墨类碳物质的骨架涂层；
17、在第二碳物质的前驱原料存在条件下，对所述包括石墨类碳物质的骨架涂层进行气相沉积，形成复合有所述第二碳物质的复合涂层；其中，所述第二碳物质的至少一部分填充于所述连通孔道内。
18、在一些实施方式中，所述的制备方法中，满足如下特征中的一项或多项：
19、所述第一碳物质包括鳞片石墨粉和热解石墨，所述鳞片石墨粉的粒径为100目～10000目；所述热解石墨的粒径为100目～500目；
20、所述第一碳物质中500目热解石墨、100目鳞片石墨粉、500目鳞片石墨粉与10000目鳞片石墨粉的比质量比例为（0.1～2）：（0.1～1）：（5～10）：（0.1～2）。
21、在一些实施方式中，所述的制备方法中，满足如下特征中的一个或多个：
22、所述第一浆料中的所述聚合物和所述溶剂质量比例为（85～99）：（1～15）；
23、所述第一浆料中的所述第一碳物质的质量与所述聚合物树脂和所述醇溶剂质量之和的比例为1：（0.75～4）。
24、在一些实施方式中，所述的制备方法中，于惰性气氛下，对所述预涂层进行热处理，使所述聚合物树脂形成具有连通孔道的骨架，所述第一碳物质附着于至少一部分所述骨架上，得到包括石墨类碳物质的骨架涂层的步骤中，热处理的温度为900℃～1200℃，热处理的时间为2h～20h。
25、在一些实施方式中，所述的制备方法中，在第二碳物质的前驱原料存在条件下，对所述包括石墨类碳物质的骨架涂层进行气相沉积，形成复合有所述第二碳物质的复合涂层的步骤中，气相沉积的温度为900℃～1400℃下，时间为5h～50h。
26、本申请的第三方面，提供一种碳/碳坩埚，包括碳/碳基底以及结合于所述碳/碳基底表面的复合涂层，所述复合涂层包括第一方面所述的复合涂层以及第二方面所述的制备方法制备得到的复合涂层中的至少一种。
27、本申请的第四方面，提供一种第三方面所述的碳/碳坩埚在高温工艺中的应用，其中，所述高温工艺包括至少1400℃～1800℃的高温处理工序。
28、本申请的第五方面，提供一种第三方面所述的碳/碳坩埚在制备单晶硅中的应用，其包括如下步骤：将所述的碳/碳坩埚置于至少1400℃～1600℃的热场中。
29、本申请中提供的复合涂层包括树脂焙烧物和石墨类碳物质，骨架具有内部相互连通的孔道用于容纳碳质颗粒，该复合涂层与碳/碳基底结合紧密，可以较好地耐腐蚀，使用寿命较长。
30、本申请中提供的制备方法先在碳/碳基底上形成骨架涂层，再采用气相沉积法在骨架涂层的孔道内填充碳质颗粒，工艺简单、易于加工、生产效率高且成品率高，而且制备得到的复合涂层与碳/碳基底结合紧密、涂层的化学稳定性高，可以有效延长热场结构件的使用寿命。
31、本申请中提供的碳/碳坩埚中的碳/碳基底与复合涂层结合紧密，具有较好的耐腐蚀特性和较长的使用寿命。
32、本申请中采用的碳/碳坩埚具有较高的化学稳定性，能够满足高温工艺的苛刻要求，而且成本较低、使用寿命较长。
33、本申请中提供的碳/碳坩埚应用于单晶硅制备过程中具有较高的可靠性，还能降低整体工艺的成本。
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1.一种复合涂层，其特征在于，所述复合涂层结合于碳/碳基底之表面；
2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，满足如下特征中的一项或多项：
3.权利要求1或2所述复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的一项或多项：
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的一个或多个：
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，于惰性气氛下，对所述预涂层进行热处理，使所述聚合物树脂形成具有连通孔道的骨架，所述第一碳物质附着于至少一部分所述骨架上，得到包括石墨类碳物质的骨架涂层的步骤中，热处理的温度为900℃～1200℃，热处理的时间为2h～20h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在第二碳物质的前驱原料存在条件下，对所述包括石墨类碳物质的骨架涂层进行气相沉积，形成复合有所述第二碳物质的复合涂层的步骤中，气相沉积的温度为900℃～1400℃下，时间为5h～50h。
8.一种碳/碳坩埚，其特征在于，包括碳/
9.权利要求8所述的碳/碳坩埚在高温工艺中的应用，其中，所述高温工艺包括至少1400℃～1800℃的高温处理工序。
10.权利要求8所述的碳/碳坩埚在制备单晶硅中的应用，其包括如下步骤：将所述的碳/碳坩埚置于至少1400℃～1600℃的热场中。
...【技术特征摘要】
1.一种复合涂层，其特征在于，所述复合涂层结合于碳/碳基底之表面；
2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，满足如下特征中的一项或多项：
3.权利要求1或2所述复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的一项或多项：
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的一个或多个：
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，于惰性气氛下，对所述预涂层进行热处理，使所述聚合物树脂形成具有连通孔道的骨架，所述第一碳物质附着于至少一部分所述骨架上，得到包括石墨类碳物质的骨架涂层的步骤中，热处理的温度为900℃～1200℃，热处理的时间为2h～20h。
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【专利技术属性】
技术研发人员：廖寄乔，李军，何丹婷，黎畅，刘学文，王跃军，龚玉良，
申请(专利权)人：湖南金博碳素股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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