[发明专利]一种氮化硼涂层蒸发舟及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氮化硼涂层蒸发舟及其制备方法，其中制备方法包括：将硼源置于氮化硼材质的反应室底部，将石墨蒸发舟基体置于反应室并与硼源之间保持20～50mm的距离，硼源选自三氧化二硼和硼酸中的任一种；将反应室置于化学气相沉积炉，将化学气相沉积炉抽真空后升温至500～700℃后通入氮气，使炉内保持正压并在反应中持续通入氮气；使化学气相沉积炉升温至反应温度1750～1950℃，保温时间为1～8h，在石墨蒸发舟基体上沉积生长氮化硼涂层。本发明的原料无毒不易燃、安全易得，制备工艺更加环保和安全。且制备工艺易于控制，反应室可以成批放置在化学气相沉积炉中，生产效率高，适合大批量、规模化的生产。

技术领域

本发明涉及氮化硼技术领域，特别是涉及一种氮化硼涂层蒸发舟及其制备方法。

背景技术

真空蒸发镀铝技术用于制造金属铝薄膜，其在多种工业用品中具有大量应用。真空蒸发镀铝过程中会使用消耗性器皿蒸发舟，由于金属铝活性很大，因此用于制备蒸发舟的材料必须能够耐受铝液的腐蚀。

现有技术中通常以氯化硼或溴化硼为硼源，在氨气和氮气的混合气氛下，通过化学气相沉积法在石墨舟表面沉积热解氮化硼涂层来制备石墨/氮化硼涂层蒸发舟。但是发明人发现，上述制备方法的反应原料氨气是一种具有刺激性气味的有毒气体，且与空气混合后遇火容易燃烧，不利于环保和生产安全，反应产物中有氢卤酸，对设备的耐盐酸腐蚀性能提出更高的要求，导致设备购买和维护成本也较高；另一方面存在生产效率低的问题，导致蒸发舟生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化硼涂层蒸发舟及其制备方法，以提供一种更加环保的氮化硼涂层蒸发舟制备工艺。具体技术方案如下：

本发明的第一方面提供了一种氮化硼涂层蒸发舟的制备方法，所述方法包括：

将硼源置于氮化硼材质的反应室底部，将石墨蒸发舟基体置于所述反应室并使石墨蒸发舟基体与硼源之间保持20～50mm的距离，其中，所述硼源选自三氧化二硼和硼酸中的任一种；

将反应室置于化学气相沉积炉，将化学气相沉积炉抽真空后升温至500～700℃后通入氮气，使化学气相沉积炉内保持正压并在反应中持续通入氮气；

使化学气相沉积炉升温至反应温度1750～1950℃，保温时间为1～8h，在石墨蒸发舟基体上沉积生长氮化硼涂层。

在本发明的一种实施方案中，硼源添加量与石墨蒸发舟基体表面积之间的关系为0.2～0.5g/cm²。

在本发明的一种实施方案中，化学气相沉积炉的升温速率为1～10℃/min。

在本发明的一种实施方案中，所述反应温度为1800～1900℃。

在本发明的一种实施方案中，所述保温时间为3～6h。

在本发明的一种实施方案中，通入氮气后，维持化学气相沉积炉内部压强大于外界环境压强1～1000Pa。

在本发明的一种实施方案中，多个石墨蒸发舟基体在反应室中的间隔为2～10mm。

在本发明的一种实施方案中，每个反应室中设置的蒸发舟基体数量为3～50个。

在本发明的一种实施方案中，多个反应室在化学气相沉积炉中堆叠设置。

本发明的第二方面提供了一种根据上述任一实施方案所述的制备方法制得的氮化硼涂层蒸发舟，蒸发舟的氮化硼涂层的厚度为0.15～0.3mm，导热系数为30～35W/M.K，密度为2.0～2.2g/cm³。

本发明有益效果：