[其他]石英玻璃管喷涂复合涂料的方法在审

专利信息
申请号: 101987000007494 申请日: 1987-11-04
公开(公告)号: CN1004557B 公开(公告)日: 1989-06-21
发明(设计)人: 罗铁庄 申请(专利权)人: 国家建筑材料工业局建筑材料科学研究院石英玻璃研究所
主分类号: 分类号:
代理公司: 国家建材工业局科学技术开发服务中心专利代理处 代理人: 何明学
地址: 北京市朝*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 石英 玻璃管 喷涂 复合 涂料 方法
【说明书】:

本发明是在石英玻璃管外表面喷涂耐高温保护膜的方法。该保护膜是以高纯碳化硅和高纯氧化铝为主要成分,经磨细后调成料浆,喷涂到石英玻璃管的外表面,然后烧结而成,这种管子可直接在1300℃下连续使用100小时不变形,并可短时间在1500℃下使用,是半导体工业理想的扩散管。

本发明是在石英玻璃管外表面喷涂耐高温复合涂料的方法,该方法特别适用于石英扩散管的制造。

由于大规模集成电路的发展,硅片的制造尺寸不断增大,所需石英扩散管的直径也必须相应增大。为了提高扩散速度,就要提高扩散温度,而大直径的石英管在高温下(1250℃)使用时,由于负载和自重都将产生变形,使硅片不易取出,造成很大浪费。

为了提高石英管的使用温度,延长使用寿命,日本专利53-147710,提供了一种在石英玻璃管表面涂覆氧化铝涂层,防止石英玻璃失透的方法,用该方法涂层氧化铝的石英管,必须先在1280℃晶化5小时,再在1280℃下连续使用48小时,石英管变形率达2%以上。

日本专利59-162149,提供了一种在石英玻璃表面沉积碳化硅薄膜的方法,碳化硅膜非常坚固致密,但该方法工艺复杂,需要1850℃以上高温,而且膜厚只有5μ。

本发明的目的是提供一种方法简便,涂层厚度可以控制的耐高温涂层石英管。

本发明是将碳化硅和氧化铝组成的复合涂料,喷涂到石英玻璃管的外表面,然后熔烧而成的耐高温涂层石英管。

首先制备复合涂料,将高纯Sic90~100%(重量),高纯Al2O30~10%(重量),外加总重量的1~5%的分析纯粘结剂(乙基纤维素或聚乙烯醇)制成混合料。然后将混合料按料∶磨球∶水=1∶4~5∶1~1.6的比例,在玛瑙或氧化铝的球磨中磨细,料的细度为:<1μ的占75%,>1.5μ的占10%,磨好的料用去离子水配成比重为1.0~1.5克/厘米3的料浆。

将石英玻璃管用HF处理后,再用去离子水洗净、烘干。装在有料浆喷枪的玻璃车床上,然后将管子预热,使料浆喷上即可干燥。

调节喷枪带料的氧气流量为0.6~1m2/h,流量大成膜太厚,不易结合牢固,且易流料,不均匀。流量小成膜过薄,料浆飞损大。涂层厚度控制在20~50μ为宜,为此要控制灯的走速为100~150mm/min。喷枪带料的氧气流量和灯的走速是随石英玻璃管径外增大而增加。料浆不可能全部喷到管子上,还有1/3的飞损比。

成膜厚度的经验公式如下:

式中:Wo-每分钟消耗料浆量

C-料浆浓度

k-飞损比

d-石英玻璃管外径(mm)

P+-干料比重(g/cm2

V-喷枪走速(mm/min)

喷好料浆的石英管,需要用氢氧焰在1400℃下把涂层烧牢固,由于长时间热处理,在涂层下形成以方石英为基础的微晶结构起到骨架作用,碳化硅本身坚硬而耐高温,它在石英玻璃管表面形成保护膜后,在高温下使用时,膜层不再向玻璃渗透析晶,因此可以在1300℃下连续使用100小时不变形,也可在1500℃下短时间使用。

实施例:高纯Sic90%,高纯Al2O310%,外加乙基纤维素2%(重量百分比)

磨至细度为:

>1.5μ 1~1.5μ 0.5~1.0μ <0.5μ

10% 15% 50% 25%

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