含有金属碳化物颗粒的含水悬浮液的制作方法

文档序号:22322859发布日期:2020-09-23 01:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种含水悬浮液,其包含至少一种金属碳化物颗粒和至少一种分散剂,其中基于所述悬浮液的总重量,所述至少一种金属碳化物颗粒的比例为30重量%至95重量%。

2.根据权利要求1所述的含水悬浮液,其特征在于

至少一种金属碳化物颗粒选自钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、硅的碳化物及其混合物,其中优选碳化钽;和

其中至少一种金属碳化物颗粒的平均粒径优选为0.05μm至25μm,更优选为0.5μm至5μm,特别优选为1μm至2μm,和/或

至少一种金属碳化物颗粒的各种元素杂质的含量优选为<300ppm,更优选<10ppm,特别优选<1ppm;和/或

分散剂选自聚丙烯酸、四丁基氢氧化铵及其混合物,所述聚丙烯酸的数均分子量优选为3000g/mol至10000g/mol,更优选4000g/mol至6000g/mol。

3.根据权利要求1或2所述的含水悬浮液,其特征在于

所述含水悬浮液包含至少一种添加剂,所述添加剂选自碱、特别是氢氧化钠溶液,消泡剂、特别是脂肪醇聚亚烷基二醇醚,烧结助剂、特别是钴或硅,及其混合物。

4.根据前述权利要求中任一项所述的含水悬浮液,其特征在于

基于悬浮液的总重量,金属碳化物颗粒的比例为40重量%至90重量%,优选60重量%至85重量%;和/或

基于悬浮液的总重量,分散剂的比例为0.05重量%至5重量%,优选0.1重量%至2重量%;和/或

基于悬浮液的总重量,至少一种添加剂的比例为0重量%至10重量%,优选0.5重量%至5重量%。

5.一种用于涂覆基材的方法,其包括以下步骤:

i)提供基材;

ii)提供权利要求1至4中任一项所述的含水悬浮液;

iii)将步骤ii)中的悬浮液施加到步骤i)中的基材的表面上;

iv)干燥所施加的悬浮液,在所述基材的表面上形成涂层。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于

基材选自石墨、具有经调节的热膨胀系数的材料,优选经调节的热膨胀系数为6.5×10-6k-1至7.5×10-6k-1的石墨及其混合物。

7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于

所述方法包括以下其他步骤:

v)在步骤iii)之前对步骤i)中提供的基材进行预处理,其中优选通过选自表面机械粗糙化、表面热预处理、表面化学处理及其组合的措施进行预处理,随后进行清洁,特别是通过超声处理;

vi)烧结步骤iv)后获得的涂层。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法,其特征在于

通过刷涂、浸涂或喷涂来施加步骤iii)中的悬浮液。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法,其特征在于

步骤iv)在100℃至600℃,优选120℃至550℃,更优选145℃至455℃的温度下进行,优选在5小时至40小时内,更优选在20小时至30小时内进行步骤iv),干燥过程iv)特别优选其中温度分阶段升高,最优选以下温度范围和时间间隔:

(1)140℃至160℃持续2.5小时至3.5小时;然后

(2)180℃至220℃持续1.5小时至2.5小时;然后

(3)在(2)的温度下保持2小时;然后

(4)200℃至250℃持续1.5小时至2.5小时;然后

(5)310℃至350℃持续4.5小时至5.5小时;然后

(6)330℃至350℃持续1.5小时至2.5小时;然后

(7)在(6)的温度下保持2小时;然后

(8)380℃至420℃持续3.5小时至4.5小时;然后

(9)430℃至470℃持续1.5小时至2.5小时;

和/或

步骤vi)在2000℃至2600℃,优选2100℃至2500℃,更优选2200℃至2300℃的温度下进行,优选在1小时至10小时内,更优选在3小时至5小时内进行步骤vi);和/或

在500托至900托,优选600托至800托,更优选680托至720托的压力下进行步骤vi);和/或

在惰性气体下进行步骤vi),惰性气体优选地选自氦、氩、氮及其混合物。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法,其特征在于

在步骤iv)之后和/或在步骤vi)之前,涂层的生坯密度为至少50%,优选至少60%;和/或

步骤iv)或vi)之后的涂层的杂质含量小于300ppm,优选小于1ppm;和/或

步骤iv)或vi)之后的涂层的开孔孔隙率小于5%,优选小于1%。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的方法,其特征在于

步骤iv)或vi)之后的涂层厚度为20μm至500μm,优选为50μm至400μm,更优选为100μm至300μm;和/或

在步骤iii)之前的含水悬浮液的ph为5至10,优选为7至8,特别是对于聚丙烯酸作为分散剂而言。

12.一种经涂覆的基材,其能够通过权利要求5至11中任一项所述的方法制备。

13.根据权利要求12所述的经涂覆的基材,其特征在于

涂层的厚度为20μm至500μm,优选为50μm至400μm,更优选为100μm至300μm。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的经涂覆的基材作为碳化物材料的用途。

15.根据权利要求14所述的用途,其用于晶体生长的应用中,特别是用于物理气相工艺、外延工艺的应用中和用于坩埚的应用。


技术总结
本发明涉及包含30重量%至95重量%的金属碳化物颗粒和分散剂的含水悬浮液,并涉及使用所述含水悬浮液涂覆基材的方法。本发明还涉及能够通过根据本发明的方法制备的经涂覆的基材及其用途。

技术研发人员:斯坦尼斯洛斯·施万克;斯蒂芬·穆勒;埃尔克·迈斯纳;鲍里斯·埃佩尔鲍姆;克里斯蒂安·赖曼;约亨·弗里德里希;卢卡斯·贝克尔
受保护的技术使用者:弗劳恩霍夫应用研究促进协会
技术研发日:2019.01.30
技术公布日:2020.09.22
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