[发明专利]一种利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法

权利要求书

1.一种利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，将待钝化金属与原子层沉积系统气路连接，使气体直接流经待钝化金属表面；

步骤二，向原子层沉积系统内通入惰性载气并抽真空，调节系统反应腔出口阀门使腔内压力处于负压；并通过加热使反应腔温度处于特定范围内，特定范围取决于所沉积的材料种类；

步骤三，向反应腔内注入含Al、Ti、Si元素的第一种反应前驱体，时间为t₁；通入惰性载气冲洗过量的反应前驱体和副产物，时间为t₂；向反应腔内注入第二种反应前驱体，时间为t₃；再通入惰性载气冲洗未反应的第二种反应前驱体和副产物，时间为t₄；

步骤四，重复执行相应周期数的步骤三，直至在待钝化金属表面生成所需厚度的惰性钝化层。

2.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤二中所述的惰性载气为氮气、氦气或氩气。

3.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤二中所述的负压处于0.1-5000Pa范围内。

4.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤二中所述的温度特定范围处于30-450℃。

5.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤三中所述的含Al元素的反应前驱体为三甲基铝、三乙基铝、三乙氧基铝或三氯化铝中的一种。

6.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤三中所述的含Ti元素的反应前驱体为异丙醇钛、叔丁醇钛、氯化钛、四(二甲基胺基)钛、四(乙基甲基胺基)钛中的一种。

7.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤三中所述的含Si元素的反应前驱体为四氯化硅、正硅酸乙酯、四异氢酸硅、三异氢酸硅氧甲烷中的一种。

8.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤三中所述的第二种反应前驱体为去离子水、双氧水、氧气、臭氧或NH₃中的一种。

9.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤三中所述的前躯体注入时间t₁、t₃范围为1-20s，载气冲洗时间t₂、t₄范围为5-200s。

10.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于步骤 四中所述的步骤三的循环周期数为1-10000。

11.如权利要求1所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于所述待钝化金属表面为各类被用于在高温下储存或输运烃类化合物的容器或管道的内壁。

12.如权利要求12所述的利用原子层沉积钝化层抑制金属表面积碳的方法，其特征在于所述的容器或管道为微型化工反应器、换热器、发动机及附属部件、以及长径比为10⁴并具有各种复杂几何形状的流体输运线路。