一种在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112500194A(43)申请公布日2021.03.16(21)申请号202011465963.0(22)申请日2020.12.13(71)申请人湖南德智新材料有限公司地址412000湖南省株洲市天元区中国动力谷自主创新园（研发中心C栋2楼202号）(72)发明人余盛杰汪洋潘影刘佳宝柴攀万强(74)专利代理机构长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)43213代理人周孝湖(51)Int.Cl.C04B41/87(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法(57)摘要本发明公开了一种在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，包括：(1)、将石墨基材加工、清洗，放入烘箱烘干备用；(2)、将TaC粉末、烧结助剂粉末、无水乙醇和金属盐化物混合搅拌均匀，配制成电泳悬浮液；(3)、将石墨基材放入电泳悬浮液，然后将正极电极材料插入电泳悬浮液，使正极电极材料围绕在石墨基材周围，以石墨基材为负极，插入超声振动棒，进行电泳沉积；(4)、将电泳沉积后的工件取出，放入烘箱进行热处理；(5)、将热处理后的工件放入高温烧结炉，在低压状态下、惰性气氛下进行烧结，烧结完成后将工件冷却至室温，即得。该方法制备的TaC涂层均匀致密，制备工艺简单，生产成本低。CN112500194ACN112500194A权利要求书1/1页1.一种在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将石墨基材进行加工、清洗，放入烘箱中烘干，备用；(2)将TaC粉末、烧结助剂粉末、无水乙醇和金属盐化物按质量比(90～100)：(4～8)：50：(0.1～0.5)混合搅拌均匀，配制成电泳悬浮液；(3)将石墨基材放入电泳悬浮液中，然后将正极电极材料插入电泳悬浮液中，使正极电极材料围绕在石墨基材的周围，以石墨基材为负极，插入超声振动棒，进行电泳沉积；(4)将电泳沉积后的工件取出，放入烘箱中进行热处理；(5)将热处理后的工件放入高温烧结炉中，在低压状态下、惰性气氛下进行烧结，烧结完成后将工件冷却至室温，即在石墨基材表面形成致密的TaC涂层。2.根据权利要求1所述的在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，其特征在于，步骤(5)中，烧结温度为1900～2600℃，烧结时间为1～3h。3.根据权利要求1所述的在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，其特征在于，步骤(2)中，TaC粉末的粒径为0.5～5μm，电泳悬浮液中TaC的体积浓度为30～50g/L。4.根据权利要求1所述的在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，其特征在于，步骤(3)中，正极电极材料与石墨基材之间的间距为0.5～3cm。5.根据权利要求1所述的在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，其特征在于，步骤(3)中，正极电极材料为紫铜、不锈钢、镍、钛、铂中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，其特征在于，步骤(3)中，电泳沉积的时间为1～20min。7.根据权利要求1～6中任意一项所述的在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，其特征在于，步骤(4)中，热处理的温度为100～120℃，热处理的时间为0.5～1h。8.根据权利要求1～6中任意一项所述的在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，其特征在于，步骤(2)中，烧结助剂为氧化物烧结助剂，金属盐化物为氯化镁。2CN112500194A说明书1/3页一种在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法技术领域[0001]本发明涉及复合材料技术领域，具体而言，涉及一种在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法。背景技术[0002]为了使宽带隙功率器件得到广泛应用，必须大幅度降低其生产成本，尤其是在外延层的形成方面(外延成本)，这几乎占了外延晶圆生产成本的一半(具有外延层的单晶衬底)。CVD‑SiC或MOCVD‑GaN外延生长条件比常规CVD‑Si工艺条件更具腐蚀性。并且CVD‑SiC外延生长气体体系是H2‑SiH4‑C3H8，外延生长温度高达1500‑1700℃。对于普通SiC涂层石墨托盘，难以在如此苛刻的环境下长期可靠使用。[0003]碳化钽(TaC)是一种重要的高强度、耐腐蚀和化学稳定性好的高温结构材料，其熔点高达4000℃，是耐温最高的几种化合物之一。因此，在宽带隙半导体的CVD或MOCVD工艺中，TaC涂层石墨基座/加热器具有优越性和不可替代性。CVD是目前TaC涂层的主流制备方法，涂层均匀致密；然而，其工艺技术难度大，生产成本高。发明内容[0004]本发明的主要目的在于提供一种在石墨基材表面形成致密TaC涂层的方法，该方法制备的TaC涂层均匀致密，制备工艺简单，生产成本低。[0005]为了实现上