[发明专利]一种具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮

权利要求书

1.一种具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，所述蒸发篮的表面涂层总共包括两层，内层呈疏松多孔结构的Al₂O₃缓冲层，外层为致密、低孔隙率的耐腐蚀Al₂O₃涂层，采用旋涂浸渍工艺在基体表面制备厚度为0.15~0.5mmAl₂O₃缓冲层，再采用等离子喷涂技术在具有缓冲层的蒸发篮上喷涂制备厚度为0.5~1mm Al₂O₃耐腐蚀层；所述蒸发篮的制备方法包括如下步骤：

（1）氧化铝陶瓷浆料的制备：将氧化铝粉末和溶剂以质量比50~75：20~45的比例混合，并加入氧化铝粉末质量0.1~3%的分散剂、0.1~10%的流变剂和造孔剂羧甲基纤维素、2~10%的粘结剂，于行星球磨机混磨1~2h得到分散均匀、pH值10~11、流动性良好且适合于浸渍挂浆的氧化铝陶瓷浆料；

（2）蒸发篮表面预处理：将蒸发篮基体采用碱洗、浸泡羧甲基纤维素溶液和浸泡硅溶胶溶液中的一种或几种工艺处理，提高基体与陶瓷浆料的润湿性和附着力；其基体材料包括W、Mo、Ta中的一种；

（3）旋涂浸渍氧化铝薄层：将步骤（2）中预处理后的蒸发篮浸入氧化铝陶瓷浆料10~30s，旋转提拉至涂层厚度为150μm~500μm并均匀覆盖，然后置于空气中或烘干箱中干燥；

（4）烧结：分为低温排胶和高温烧结两个阶段，首先将步骤（3）浸渍后的坯体置于高温箱式炉有氧氛围中、温度25℃~500℃缓慢升温排出有机添加剂，称为“排胶”阶段；然后再将排完胶的坯体置于还原氛围中或真空中的管式炉、温度25℃~1650℃缓慢升温30~50h烧结得到初步制品；

（5）等离子喷涂Al₂O₃耐腐蚀层：将烧成的初步制品超声震荡清洗后，采用大气等离子喷涂技术在氧化铝薄层上制备一层厚度为0.5~1mm Al₂O₃耐腐蚀层。

2.根据权利要求1所述的具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，步骤（1）中氧化铝粉末粒度为1.5~45μm。

3.根据权利要求1所述的具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，步骤（1）中所述的分散剂包括三乙醇胺、PEI、鱼油、脂肪酸中的一种。

4.根据权利要求1所述的具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，步骤（1）中所述的溶剂包括乙醇、丙酮、苯、水以及乙醇和丙酮任意体积比的混合溶剂。

5.根据权利要求1所述的具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，步骤（1）中所述的粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、PVA、硝化棉中的一种。

6.根据权利要求1所述的具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，步骤（2）中的预处理液对应为10~20wt%的NaOH溶液，1~5wt%羧甲基纤维素溶液和高浓度硅溶胶溶液。

7.根据权利要求1所述的具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，在步骤（3）中，旋涂浸渍采用提拉仪，干燥方式选择自然风干或置于烘干箱50~70℃烘干。

8.根据权利要求1所述的具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，在步骤（4）中，低温排胶阶段升温速率2℃/min，在500℃保温2h确保添加剂都能彻底排除；高温烧结阶段1400℃以下升温速率1~2℃/min，1400~1650℃升温速率0.8~1℃/min，于1650℃保温15-60min，整个过程在还原气氛或真空中进行。

9.根据权利要求1所述的具有氧化铝多孔结构缓冲层的内热式一体化蒸发篮，其特征在于，在步骤（5）中，采用等离子喷涂制备耐腐蚀涂层时，喷涂工艺为：粒度35~45μm氧化铝喷涂粉；电弧电压60-70V；喷涂电流600-650A；主气流量45 L/min，次气流量7~10L/min ；喷涂距离80~100mm；送粉量2.0-3.0kg/h。