[发明专利]一种复合材料及其制备方法和用途

说明书

本申请实施例提供了一种复合材料及其制备方法和应用，其中复合材料包括高熔点金属基体和耐氧化金属镀层，所述高熔点金属基体的熔点大于1800℃，所述耐氧化金属镀层的熔点大于1600℃。所述复合材料可以用于高温耐氧化的金属坩埚和发热体，在高温氧化气氛中生长单晶，大大降低了制作坩埚和发热体的成本，并具有更高的使用温度。

技术领域

本申请涉及单晶生长技术领域，特别是涉及一种复合材料坩埚和发热体及其制备方法和用途。

背景技术

在氧化物单晶生长技术领域，存在很多熔点在铂的最高使用温度1600℃以上(以下称为“高温”)的氧化物，为了防止有实用价值的氧化物单晶在生长过程中出现化合价降低、挥发等问题，常常需要在强氧化气氛(空气或纯氧气氛)中进行生长，例如：氧化镓(Ga₂O₃，熔点1795℃)、金红石(TiO₂，熔点1850℃)、钛酸锶(SrTiO₃，熔点2060℃)等。

目前常用的高温耐氧化坩埚和发热体材料基本上都是铂族金属(如铑、铱、铂等)及其合金，铂族金属性能优越、需求广泛，但是资源稀缺，价格昂贵，从而限制了其作为高温耐氧化坩埚和发热体材料使用，也大大阻碍了高温氧化物单晶生长工作的进展。因此，在氧化物单晶生长技术领域，开发出一种可以在高温和强氧化气氛中长期使用、并且廉价的坩埚和发热体材料，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种复合材料及其制备方法和用途，用以解决高温耐氧化坩埚和发热体材料稀缺昂贵的问题。

本申请第一方面提供了一种复合材料，其包括高熔点金属基体和耐氧化金属镀层，其中，所述高熔点金属基体的熔点大于1800℃，所述耐氧化金属镀层的熔点大于1600℃。

在本申请的一些实施方式中，所述高熔点金属基体选自钨、铼、钽、钼、铌、铪、钒、铬、锆及其合金中的一种。

在本申请的一些实施方式中，上述合金选自钨铼合金、钨钼合金、钽铌合金、锆铪合金、钍钨合金、铈钨合金中的一种。

在本申请的一些实施方式中，所述耐氧化金属镀层选自铑、铱、铂及其合金中的一种。

在本申请的一些实施方式中，上述合金选自铂铑合金、铱铑合金、铂铱合金中的一种。

在本申请的一些实施方式中，所述高熔点金属基体的厚度为1-10mm，所述耐氧化金属镀层厚度为0.01-10μm。

本申请第二方面提供了一种制备本申请提供的复合材料的方法，其包括以下步骤：

(1)将基体的材料加工成厚度为1-10mm的基体；

(2)将所述基体进行表面预处理；

(3)在表面预处理后的基体表面形成耐氧化金属镀层，所述耐氧化金属镀层通过真空镀膜法、化学镀膜法或电解镀膜法中的任一种方法形成，所述耐氧化金属镀层的厚度为0.01-10μm。

本申请第三方面提供了一种金属坩埚，其包含本申请提供的复合材料。

本申请第四方面提供了上述金属坩埚用作单晶生长的用途。

本申请第五方面提供了一种发热体，其包含本申请提供的复合材料。

本申请第六方面提供了上述发热体用作单晶生长的用途。