[发明专利]复杂内腔叶片氟离子清洗及铝化物涂层制备的方法及装置

权利要求书

1.一种复杂内腔叶片氟离子清洗及铝化物涂层制备的方法，采用一种复杂内腔叶片氟离子清洗及铝化物涂层制备的装置制备，

其特征在于，所述装置包括：反应室、石墨迷宫、叶片工装、渗铝通道、氟离子清洗通道、气体产生室、热电偶及金属网；其中，

所述石墨迷宫和所述叶片工装位于所述反应室内，所述叶片工装用于安装叶片，叶片安装于所述叶片工装的上方，所述叶片工装位于所述石墨迷宫的上方；所述石墨迷宫具有迷宫通道，所述迷宫通道用于放置铝块，所述迷宫通道的出气口对准安装于所述叶片工装上的叶片的榫头，所述迷宫通道的进气口与位于所述反应室外的渗铝通道连通，所述气体产生室位于所述渗铝通道上，所述气体产生室用于放置铝块，所述渗铝通道用于通入氯化氢气体、氢气和氩气，所述渗铝通道内的气体经过所述气体产生室后经过所述迷宫通道，从所述迷宫通道的出气口进入叶片；

所述氟离子清洗通道在所述气体产生室与所述迷宫通道进气口之间的位置嵌套进所述渗铝通道内，从所述石墨迷宫的中心穿过直至所述迷宫通道的出气口处；所述氟离子清洗通道用于通入氟化氢气体、氢气和氩气，或者通入氟利昂气体、氢气和氩气；

所述金属网位于所述氟离子清洗通道的出气口处，用于阻挡在高温时氟利昂气体与氢气反应生成的碳进入叶片；

所述热电偶位于所述反应室的内壁上，用于对反应室内的温度进行测量；

所述反应室的底部设有用于排出反应尾气的排气口；

其中，所述复杂内腔叶片氟离子清洗及铝化物涂层制备的方法包括如下步骤：

S1：将去油清洗或喷砂清洗后的叶片置于CVD设备的反应室中，并在反应室内的石墨迷宫中放入预设质量的铝块；

S2：将反应室抽至真空状态后，向反应室充入氩气至大气压，完成对叶片的一次清洗；反复清洗若干次；

S3：停止通入氩气，向反应室持续充入氢气，气压保持预设压强，将反应室从室温以预设升温速率加热至第一预设温度，并保温第一预设时长；

S4：保温结束后，向反应室持续通入氢气和氟化氢气体，或者向反应室持续通入氢气和氟利昂气体，使气压保持预设压强，继续保温第二预设时长；其中，氢气和氟化氢气体，或者氢气和氟利昂气体，经叶片榫头进气口进入叶片内部空腔并由气膜冷却孔流出，再由反应室出气口流出后通过碱性溶液池后排入大气；

步骤S4具体为：

接着，在保温结束后，从氟离子清洗通道向反应室中持续通入高纯度的氟化氢气体，并从渗铝通道向反应室中持续通入氢气气体，在保持预设压强15kPa～30kPa的状态下，继续保温1h，氟化氢气体穿过石墨迷宫的中心通道而非石墨迷宫的迷宫通道，在此期间采用大流量的气体使得氟离子清洗气氛经叶片榫头进气口进入至叶片的内部空腔，确保叶片内腔表面的氧化物与氟离子清洗气氛充分反应，并由气膜冷却孔流出，最终从排气口排出，尾气通过碱性溶液池后排入大气；

或为：接着，在保温结束后，从氟离子清洗通道向反应室中持续通入高纯度的氟利昂气体和氢气，并从渗铝通道向反应室中也持续通入氢气气体，在保持预设压强15kPa～30kPa的状态下，继续保温1h，氟利昂气体穿过石墨迷宫的中心通道而非石墨迷宫的迷宫通道，在此期间采用大流量的气体使得氟离子清洗气氛经叶片榫头进气口进入至叶片的内部空腔，确保叶片内腔表面的氧化物与氟离子清洗气氛充分反应，并由气膜冷却孔流出，最终从排气口排出，尾气通过碱性溶液池后排入大气；

S5：保温结束后，停止通入氟化氢气体或氟利昂气体，完成对叶片内腔的氟离子清洗；

S6：向反应室持续充入氢气，使残留的氟化氢气体或氟利昂气体排出反应室；

S7：在持续充入氢气的状态下，气压保持预设压强，将反应室从所述第一预设温度以预设升温速率加热至第二预设温度，并保温第一预设时长；

其中步骤S7具体为：

通过渗铝通道和氟离子清洗通道充入氢气，清洗反应室内的气氛；然后，在持续充入氢气保持预设压强15kPa～30kPa的状态下，通过电加热的方式将反应室从第一预设温度加热至第二预设温度1000℃～1100℃，升温速率为10℃/min，到达第二预设温度之后再保温1h，确保石墨迷宫和叶片到达第二预定温度；

S8：保温结束后，向反应室持续通入经过预热管道的氯化氢气体、氢气和氩气，气压保持预设压强，继续保温第三预设时长；其中，预热管道的温度为第三预设温度；氯化氢气体、氢气和氩气经叶片榫头进气口进入叶片内部空腔并由气膜冷却孔流出，再由反应室出气口流出后通过碱性溶液池后排入大气；

其中步骤S8具体为：

接着，在保温结束后，氟离子清洗通道停止充入氢气，通过渗铝通道向反应室中持续通入经过温度为300℃的预热管道的氯化氢气体、氢气和氩气，在保持预设压强15kPa～30kPa的状态下，继续保温1h～3h，渗铝气氛穿过石墨迷宫中放置铝块的迷宫通道而非石墨迷宫的中心通道，在此期间保持水环泵持续工作，让渗铝气氛充分地流经叶片的每个结构，经叶片榫头进气口进入至叶片的内部空腔并由气膜冷却孔流出，最终从排气口排出，尾气通过碱性溶液池后排入大气；

S9：保温结束后，停止通入氯化氢气体和氢气，持续通入氩气，待叶片随反应室冷却至室温后，停止抽真空，待反应室压强升至大气压后，停止通入氩气，开仓取叶片，完成铝化物涂层的制备；

其中步骤S9具体为：

最后，在保温结束之后，停止通入氯化氢气体和氢气，保持从渗铝通道通入氩气至叶片，待叶片随反应室冷却至室温后，停止抽真空，待反应室压强升至大气压后，停止通入氩气，开仓取叶片，完成叶片的铝化物涂层制备。