[发明专利]多孔氮化硅基封孔涂层及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种多孔氮化硅基封孔涂层及其制备方法与应用。在一实施例之中，该方法包括：选择单晶硅靶为阴极，在氮气气氛下利用磁控溅射沉积技术制备氮化硅封孔涂层，随后采用一定的热处理工艺进行高温烧结，然后利用疏水改性剂进行疏水处理，从而获得多孔氮化硅基封孔涂层，该封孔涂层与多孔氮化硅基材的结合性良好，且具有结构致密、厚度可控、高硬度、低内应力、无宏观缺陷和高透波性等优势，可应用于多种领域。本发明通过多种技术相复合制备氮化硅基封孔涂层，获得了具有优良综合性能的氮化硅基封孔涂层，因而可以实现对多孔氮化硅基体的有效防护。

主权项

1.一种多孔氮化硅基封孔涂层的制备方法，其特征在于包括：(1)以等离子体溅射清洗多孔氮化硅基材；(2)采用磁控溅射沉积工艺，以单晶硅靶作为阴极，氩气及氮气作为工作气体，并控制电源功率为600W～1200W，偏压为‑120V，氩气流量为50～100sccm，氮气流量为120～180sccm，磁控溅射沉积时间为5h～60h，从而在所述多孔氮化硅基材上沉积氮化硅基封孔涂层，之后冷却；(3)将对经步骤(2)处理后的基材进行热处理，其中采用的热处理温度为600～1500℃，时间为0.5h～5h，气氛为空气气氛，再冷却至室温；(4)将经步骤(3)处理后的基材浸渍于含有疏水改性剂的水解液中，室温浸泡5～20h，之后在50～80℃继续浸泡2～6h，而后取出，于所述基材上形成疏水氮化硅封孔涂层；其中，所述疏水氮化硅封孔涂层具有主要由Si3N4和Si2N2O球状颗粒组成的致密结构，且所述封孔涂层的硬度为5～15GPa，与多孔氮化硅基体的结合强度大于40N，并具有与所述多孔氮化硅基体一致的热膨胀系数和透波性，同时所述疏水氮化硅封孔涂层与水的接触角为100～130°。