[发明专利]氮化硅涂层石英坩埚的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮化硅涂层石英坩埚的制备方法，属于陶瓷制备技术领域。

背景技术

氮化硅涂层石英坩埚一般在烧制后的石英坩埚内表面采用直接氮化法、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和低压化学气相沉积(LPCVD)法制备氮化硅涂层，制备工艺复杂，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化硅涂层石英坩埚的制备方法，降低生产成本，提高涂层结合强度，拓宽工作温度范围。

本发明所述的氮化硅涂层石英坩埚的制备方法，包括陶瓷浆料制备、涂覆涂层、干燥和烧成，将粒度为0.01-3μm的单晶硅硅粉体和粒度为0.01-3μm二氧化硅粉体混合形成陶瓷结合剂，再将陶瓷结合剂与粒度为1-5μm氮化硅粉体和乙醇在球磨机中制成氮化硅陶瓷浆料，经真空处理后喷涂到未经烧制的石英坩埚表面形成厚度为10-100μm的氮化硅涂层，在80～100℃的温度下干燥，然后在1140℃-1300℃的温度、氮气气氛烧制6-8小时一次烧制制得氮化硅涂层石英坩埚。

其中：

氮化硅粉体、陶瓷结合剂、乙醇的重量比为30～48∶3～12∶40～67。

单晶硅硅粉体与二氧化硅粉体的摩尔比为2-5∶1。

所用原料均为工业纯。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明氮化硅涂层石英坩埚氮化硅涂层和石英坩埚同时烧成，一次烧成，工艺简单，生产成本低，而且涂层结合强度高，适应工作温度范围宽，应用性能好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

1、将粒度为0.01μm的单晶硅硅粉体与粒度为0.01μm二氧化硅粉体按2∶1摩尔比混合物混合形成陶瓷结合剂。

2、将粒度为1μm氮化硅粉体、陶瓷结合剂、乙醇的重量比为30∶3∶67在球磨机中制成氮化硅陶瓷浆料，经常规真空处理后喷涂到未经烧制的石英坩埚表面形成厚度为10μm的氮化硅涂层。

3、涂层在80℃的温度下干燥。

4、在1140℃的温度氮气气氛烧制6小时制得氮化硅涂层石英坩埚。

实施例2

1、将粒度为1μm的单晶硅硅粉体与粒度为1μm二氧化硅粉体按3∶1摩尔比混合物混合形成陶瓷结合剂。

2、将粒度为3μm氮化硅粉体、陶瓷结合剂、乙醇的重量比为39∶8∶53在球磨机中制成氮化硅陶瓷浆料，经真空处理后喷涂到未经烧制的石英坩埚表面形成厚度为50μm的氮化硅涂层。

3、涂层在90℃的温度下干燥。

4、在1180℃的温度氮气气氛烧制7小时制得氮化硅涂层石英坩埚。

实施例3

1、将粒度为2μm的单晶硅硅粉体与粒度为2μm二氧化硅粉体按5∶1摩尔比混合物混合形成陶瓷结合剂。

2、将粒度为5μm氮化硅粉体、陶瓷结合剂、乙醇的重量比为48∶12∶40在球磨机中制成氮化硅陶瓷浆料，经真空处理后喷涂到未经烧制的石英坩埚表面形成厚度为100μm的氮化硅涂层。

3、涂层在100℃的温度下干燥。

4、在1300℃的温度氮气气氛烧制8小时制得氮化硅涂层石英坩埚。