[发明专利]一种石墨模具及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨模具及其制备方法，包括：在模具主体(1)与可拆卸部分(2)的相接触的表面均涂覆石墨乳溶液，然后将模具主体(1)与可拆卸部分(2)通过连接块(3)相连接，干燥后，进行打磨，得到石墨模具。与现有技术相比，本发明通过连接块将模具主体与可拆卸部分进行连接，实现可拆卸部分可更换的目的，同时，通过在相接触的表面涂抹石墨乳溶液形成石墨乳层，打磨后，可减小模具主体与可拆卸部分相连接处的缝隙。

技术领域

本发明属于化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种石墨模具及其制备方法。

背景技术

热解氮化硼(PBN)具有高的纯度，有好的耐高温性能，高温下能保持良好的润滑性能以及热稳定性，同时又是热的良导体且具有绝缘性、耐酸、耐碱、耐盐和耐有机溶剂的性能，在高温下与绝大多数熔融金属、半导体材料不润湿、不反应，诸多的优点使其成为半导体单晶及III～V族化合物合成用的坩埚、基座，原位合成GaAs(砷化镓)、InP(磷化铟)、GaP(磷化镓)单晶的液封直拉(LEC)系列坩埚、分子束外延用(MBE)系列以及垂直梯度凝固法(VGF)等系列用坩埚。

垂直梯度凝固法(VGF)利用预先配置在容器底部的晶种引发晶体生长、逐渐向上方进行结晶，最终使全部原料熔体结晶化的单晶生长方法，与拉晶法相比，一般可以在较小的温度梯度下生长晶体，因而容易获得位错等晶体缺陷少的化合物半导体单晶。相对应的，垂直梯度凝固法(VGF)所使用的热解氮化硼坩埚容器的主体呈倒锥形，下部是圆柱形籽晶槽。

化学气相沉积法是制备热解氮化硼坩埚的主要方法，其制造的主要过程是将与坩埚外形相同的石墨等致密耐高温材料制成的模具置于化学气相沉积室内，在加热高温条件下，以氮气为稀释保护气体，将含有氮氢化合物的气体、卤素化合物气体通入炉内，一边进气，一边抽出，使炉内保持低压真空状态，这时在预先处理过的石墨模具上，氨气、卤素化合物都在分解，脱氢的氮元素与元素B结合形成化合物，并沉积在模具上，形成热解氮化硼；然后经过降温冷却后，取出脱模即得到氮化硼坩埚。

在化学气相沉积制备热解氮化硼坩埚过程中，石墨模具是根据热解氮化硼坩埚的形状制得的，由于热解氮化硼坩埚具有孔径较小的圆柱形籽晶槽，使得石墨模具带有细长的尾巴，由于石墨材料本身材质脆性较大易脆，因而在加工过程中尾巴容易断裂，从而造成石墨设备的闲置或资源的巨大浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种石墨模具及其制备方法，该模具的部件可更换。

本发明提供了一种石墨模具，包括模具主体(1)、可拆卸部分(2)与连接块(3)；所述可拆卸部分(2)通过连接块(3)与所述模具主体(1)相连接；所述可拆卸部分(2)与所述模具主体(1)的接触面的面积相同；所述可拆卸部分(2)与所述模具主体(1)之间包含石墨乳层。

优选的，所述可拆卸部分(2)不与所述模具主体(1)相接触的一端为细颈状。

优选的，所述石墨主体(1)为圆柱状或与可拆卸部分(2)相接触一端截面面积较小的柱状。

优选的，所述连接块(3)通过螺纹连接可拆卸部分(2)与模具主体(1)。

优选的，所述连接块(3)为圆柱形，所述连接块的直径为5～30mm。

优选的，所述石墨乳层的厚度为0.05～0.1mm。

本发明还提供了一种石墨模具的制备方法，包括：

在模具主体(1)或可拆卸部分(2)的相接触的表面涂覆石墨乳溶液，然后将模具主体(1)与可拆卸部分(2)通过连接块(3)相连接，干燥后，进行打磨，得到石墨模具。

优选的，所述石墨乳溶液中石墨乳与溶剂的质量比为1：(1～3)。

优选的，所述石墨乳溶液为水性石墨乳水溶液。