本申請(qǐng)涉及高性能涂層，特別是涉及一種碳化鉭漿料及其制備方法、碳化鉭涂層和碳化鉭制品。

背景技術(shù)：

1、碳化鉭（tac）具有優(yōu)異的高溫力學(xué)穩(wěn)定性及高溫耐腐蝕、耐燒蝕等優(yōu)點(diǎn)，是制備半導(dǎo)體用碳基坩堝涂層、高溫陶瓷的關(guān)鍵材料。

2、目前，常用于制備高性能碳化鉭涂層的方法主要包括燒結(jié)碳化鉭涂層和化學(xué)氣相沉積法?；瘜W(xué)氣相沉積法制備的碳化鉭涂層具有厚度均勻、晶粒結(jié)構(gòu)可控、純度高等優(yōu)點(diǎn)，但該方法所需的設(shè)備昂貴且運(yùn)行成本高，制備得到的涂層還容易出現(xiàn)裂紋和孔隙，從而導(dǎo)致碳化鉭涂層的可靠性低。

3、而燒結(jié)碳化鉭涂層具有操作簡單、成本低、可大批量制作等優(yōu)點(diǎn)，是制備高性能碳化鉭涂層的優(yōu)選方法。燒結(jié)碳化鉭涂層主要采用高固相含量的有機(jī)漿料，即將碳化鉭粉末顆粒和少量燒結(jié)助劑分散于有機(jī)溶劑中；然后將有機(jī)漿料通過噴涂或涂刷于基材表面，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后即可獲得碳化鉭涂層。但燒結(jié)碳化鉭涂層也存在涂層中孔隙較多、涂層容易開裂、涂層的相對(duì)密度較低的問題。

4、因此，傳統(tǒng)技術(shù)仍有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本申請(qǐng)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種能夠減少涂層孔隙或開裂、提高涂層相對(duì)密度的碳化鉭漿料及其制備方法、碳化鉭涂層和碳化鉭制品。

2、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面，提供了一種碳化鉭漿料的制備方法，包括如下步驟：

3、將碳化鉭粉末和粘結(jié)劑混合，得到第一漿料；

4、對(duì)所述第一漿料依次進(jìn)行噴霧干燥處理、第一次過篩、預(yù)燒結(jié)處理和第二次過篩，得到球形碳化鉭顆粒；所述球形碳化鉭顆粒的粒徑為10μm~30μm；

5、將所述球形碳化鉭顆粒與所述碳化鉭粉末、燒結(jié)助劑、非離子型聚合物粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑混合，得到混合物；所述碳化鉭粉末的粒徑為0.05μm~0.5μm；

6、對(duì)所述混合物進(jìn)行濕法球磨，得到碳化鉭漿料。

7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述混合物中包括：球形碳化鉭顆粒65份~80份、碳化鉭粉末5份~20份、燒結(jié)助劑0.5wt~1份、非離子型聚合物粘結(jié)劑0.5份~1份和有機(jī)溶劑8份~14份。

8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述混合物中包括：球形碳化鉭顆粒70份~75份、碳化鉭粉末15份~18份、燒結(jié)助劑0.7wt~1份、非離子型聚合物粘結(jié)劑0.6份~0.8份和有機(jī)溶劑8.2份~10.7份。

9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述碳化鉭粉末的粒徑為0.1μm~0.5μm。

10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述碳化鉭漿料滿足如下條件中的至少一項(xiàng)：

11、（1）所述燒結(jié)助劑選自二硅化鉭﹑二硅化鉬、熱解碳黑、氧化鋁和氧化釔中的一種或多種；

12、（2）所述燒結(jié)助劑的粒徑為0.5μm~5μm；

13、（3）所述有機(jī)溶劑選自乙醚、無水乙醇、丁酮、正辛醇、三油酸甘油酯、甲苯、二甲苯和異丙醇中的一種或多種；

14、（4）所述非離子型聚合物粘結(jié)劑選自聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚苯胺和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯中的一種或多種。

15、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述制備方法滿足如下條件中的至少一項(xiàng)：

16、（1）所述濕法球磨步驟中，球磨時(shí)間為2h~6h，球料比為（1~5）:1，轉(zhuǎn)速為50r/min~500r/min；

17、（2）所述噴霧干燥處理的溫度為80℃~120℃；

18、（3）所述預(yù)燒結(jié)處理的溫度為1200℃~1600℃，保溫時(shí)間為30min~120min；

19、（4）所述第一次過篩和所述第二次過篩的篩網(wǎng)目數(shù)各自獨(dú)立地選自500目~1250目。

20、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述制備方法滿足如下條件中的至少一項(xiàng)：

21、（1）所述粘結(jié)劑選自聚乙烯醇﹑聚乙二醇、甲基纖維素和聚丙烯酸中的一種或多種；

22、（2）以所述第一漿料中碳化鉭粉末的質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)，所述粘結(jié)劑的添加量為0.1wt%~0.5wt%。

23、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第二方面，提供了一種碳化鉭漿料，采用上述的碳化鉭漿料的制備方法制得。

24、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第三方面，提供了一種碳化鉭涂層，所述碳化鉭涂層的制備原料包括上述的碳化鉭漿料。

25、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第四方面，提供了一種碳化鉭制品，包括上述的碳化鉭涂層。

26、與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本申請(qǐng)具有如下有益效果：

27、本申請(qǐng)通過對(duì)碳化鉭粉末進(jìn)行造粒和低溫預(yù)燒結(jié)處理等處理，從而制備得到具有優(yōu)異燒結(jié)活性的球形碳化鉭顆粒；將上述球形碳化鉭顆粒與碳化鉭粉末搭配，從而能夠使碳化鉭漿料具有良好的燒結(jié)活性。同時(shí)，將粒徑相對(duì)較大的球形碳化鉭顆粒與少量粒徑相對(duì)較小的碳化鉭粉末按照特定比例進(jìn)行搭配，能夠有效提高碳化鉭漿料的粉末固相含量，且不影響碳化鉭漿料的粘度，從而保證高固相含量漿料的涂刷性能。

技術(shù)特征：

1.一種碳化鉭漿料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鉭漿料的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述混合物中包括：球形碳化鉭顆粒65份~80份、碳化鉭粉末5份~20份、燒結(jié)助劑0.5wt~1份、非離子型聚合物粘結(jié)劑0.5份~1份和有機(jī)溶劑8份~14份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鉭漿料的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述混合物中包括：球形碳化鉭顆粒70份~75份、碳化鉭粉末15份~18份、燒結(jié)助劑0.7wt~1份、非離子型聚合物粘結(jié)劑0.6份~0.8份和有機(jī)溶劑8.2份~10.7份。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的碳化鉭漿料的制備方法，其特征在于，所述碳化鉭粉末的粒徑為0.1μm~0.5μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的碳化鉭漿料的制備方法，其特征在于，所述碳化鉭漿料滿足如下條件中的至少一項(xiàng)：

6.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的碳化鉭漿料的制備方法，其特征在于，所述制備方法滿足如下條件中的至少一項(xiàng)：

7.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的碳化鉭漿料的制備方法，其特征在于，所述制備方法滿足如下條件中的至少一項(xiàng)：

8.一種碳化鉭漿料，其特征在于，采用權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的碳化鉭漿料的制備方法制得。

9.一種碳化鉭涂層，其特征在于，所述碳化鉭涂層的制備原料包括如權(quán)利要求8所述的碳化鉭漿料。

10.一種碳化鉭制品，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的碳化鉭涂層。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N碳化鉭漿料及其制備方法、碳化鉭涂層和碳化鉭制品。所述制備方法包括如下步驟：將碳化鉭粉末和粘結(jié)劑混合，得到第一漿料；對(duì)所述第一漿料依次進(jìn)行噴霧干燥處理、第一次過篩、預(yù)燒結(jié)處理和第二次過篩，得到球形碳化鉭顆粒；所述球形碳化鉭顆粒的粒徑為10μm~30μm；將所述球形碳化鉭顆粒與所述碳化鉭粉末、燒結(jié)助劑、非離子型聚合物粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑混合，得到混合物；所述碳化鉭粉末的粒徑為0.05μm~0.5μm；對(duì)所述混合物進(jìn)行濕法球磨，得到碳化鉭漿料。采用本申請(qǐng)的方法制備得到的碳化鉭漿料能夠減少碳化鉭涂層的孔隙或開裂、并提高涂層的相對(duì)密度。

技術(shù)研發(fā)人員：賀鵬博,李亞林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州鎧欣半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6