[发明专利]一次性重结晶圆环状碳化硅加热盘及其制备方法

说明书

本发明属于加热盘及其制备方法的技术领域，具体涉及一次性重结晶圆环状碳化硅加热盘及其制备方法。本发明所述的一次性重结晶圆环状碳化硅加热盘，是由以下原料按照质量百分比制成的：碳化硅：95.3‑97.98％；氮化硼：0.02‑0.20％；水溶胶：2.0‑4.5％；所述的水溶胶为糖和聚乙烯醇的混合物。本发明提供的一次性重结晶圆环状碳化硅加热盘，电气性能稳定性好，合格率高；本发明还提供其制备方法。

技术领域

本发明属于加热盘及其制备方法的技术领域，具体涉及一次性重结晶圆环状碳化硅加热盘及其制备方法。

背景技术

圆环状碳化硅加热盘应用于底部加热且需快速升温、炉温高于800℃的场合。圆环状电加热方式最常见的是金属电热盘，由电阻丝盘旋成蚊香式的现状构成，但是在需要快速升温，且炉温高于800℃，尤其是炉温高于1100℃的应用场合，金属电热盘的功率偏低，难以满足实际需求。为解决此难题，采用圆环状碳化硅加热盘，从功率、使用温度等方面，可以替代金属电热盘，在相同的尺寸前提下，圆环状碳化硅加热盘的功率是金属电热盘的5-6倍，使用温度从金属加热盘的800℃提升至1400℃，但是圆环状碳化硅加热盘是脆性材料，其生产制造难度很大，一是容易断裂，导致合格率低，二是因为形状较复杂，密度难以均一，造成使用时间较短，三是电阻值难以控制。目前，国内尚无批量生产的厂家。

CN113831136A公开了一种一种固相烧结碳化硅制品及其制备方法，将微米级碳化硅粉末与含硼烧结助剂混合并湿法研磨，得到浆料；喷雾造粒：向浆料中加入水溶性炭黑和粘结剂，搅拌均匀，经过喷雾造粒，得到碳化硅造粒粉体；混料；陈腐：将混料得到的湿粉经过陈腐，得到陈腐料；后处理：将陈腐料经过练泥、挤出、干燥、热处理即可。本申请的制备方法制备的碳化硅制品可用作换热管、辊棒、方梁、微反应管等，其制品虽然烧结密度高、抗压强度大。但因其本身不发热，用途与性能也完全不能应用于圆环状加热盘，其生产工艺与烧成原理与本发明有本质区别。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一次性重结晶圆环状碳化硅加热盘，电气性能稳定性好，合格率高；本发明还提供其制备方法。

本发明所述的一次性重结晶圆环状碳化硅加热盘，是由以下原料按照质量百分比制成的：

碳化硅：95.3-97.98％；

氮化硼：0.02-0.20％；

水溶胶：2.0-4.5％；

所述的水溶胶为糖和聚乙烯醇的混合物。

糖、聚乙烯醇的混合物的质量比为：(30-70):(70-30)。

碳化硅为高温绿碳化硅，纯度为99.0wt.％以上。

碳化硅的颗粒度型号按照质量比的组成为：粗号40-65wt.％，中号10-20wt.％，细号25-40wt.％；其中粗号为100-300μm，中号为20-50μm，细号为0.5-5μm。

氮化硼的粒度＜2.5μm，纯度≥98.5wt.％。

所述的一次性重结晶圆环状碳化硅加热盘的制备方法，包括以下步骤：

(1)干混料：将原料碳化硅、氮化硼加入搅拌机，搅拌40-60min，得到干混料；

(2)湿混料造粒：将糖、聚乙烯醇混合后的水溶胶，加入干混料中，搅拌60-80min，得到的混合料进行造粒，至粒径为50-350μm；

(3)成型：将造粒放入压机模型，进行压制成型，脱模，得到毛坯件；

(4)烘干：将毛坯件放入干燥箱烘干；

(5)烧成：将烘干后的毛坯件，进行重结晶烧成，冷却后获得成品。