[發(fā)明專(zhuān)利]用于制備立方氧化鋯層的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080053523.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102666908B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.拉姆;B.維德里希
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 歐瑞康表面解決方案股份公司;普費(fèi)菲孔
• 主分類(lèi)號(hào): C23C14/00
• 分類(lèi)號(hào): C23C14/00;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/32
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

1.在沉積基材上產(chǎn)生基于氧化鋯的層的方法，該方法使用反應(yīng)性火花蒸發(fā)，該火花蒸發(fā)使用脈沖的火花電流和/或施加有垂直于火花靶的磁場(chǎng)，特征在于使用包含單質(zhì)鋯和至少一種穩(wěn)定劑的混合靶，其中所述的靶以這樣的方法制備，在方法之后所述的靶材料在所述靶中還是作為分離的材料存在，所述的混合靶通過(guò)熱等靜壓(HIP)來(lái)制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述的混合靶通過(guò)使用具有不同的熔點(diǎn)的材料并且通過(guò)將它們致密化而不熔融來(lái)制備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于以立方和/或四方晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生所述層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1－3任一項(xiàng)的方法，特征在于將氧氣分壓選擇為大于0.1Pa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1－3任一項(xiàng)的方法，特征在于將氧氣分壓選擇為至少10Pa。

6.根據(jù)權(quán)利要求1－3任一項(xiàng)的方法，特征在于所述層的氧化鋯和穩(wěn)定劑濃度比是通過(guò)所述混合靶的元素鋯和穩(wěn)定劑濃度比預(yù)定的。

7.根據(jù)權(quán)利要求1－3任一項(xiàng)的方法，特征在于通過(guò)選擇所述混合靶中穩(wěn)定劑的濃度，來(lái)實(shí)現(xiàn)立方和/或四方晶體結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1－3任一項(xiàng)的方法，特征在于使用氧氣分壓來(lái)預(yù)定所述層的形態(tài)，該氧氣分壓在實(shí)現(xiàn)立方和/或四方晶體結(jié)構(gòu)方面是自由設(shè)定參數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1－3任一項(xiàng)的方法，特征在于該反應(yīng)性氣體除了氧氣之外還包含氮?dú)狻?/p>

10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，用于產(chǎn)生層作為層疊體中的層。

11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于通過(guò)改變氧氣/氮?dú)夂浚瑏?lái)產(chǎn)生作為多層涂層的層。

12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述層在200℃-700℃的基材溫度發(fā)生沉積。

13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于立方或四方晶相的形成脫離熱平衡態(tài)發(fā)生。

14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于將非鋯的其他金屬的氧化物嵌入到該層材料中。

15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該沉積基材具有金屬表面，特征在于將載體層沉積到該金屬表面上，然后將所述層沉積到該載體層上，其中該載體層由除了Zr之外的金屬、氮化物或者氧化物組成。

16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中該載體層由ZrN組成。

17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于不使用工作氣體。

18.根據(jù)權(quán)利要求1-17之一的方法用于生產(chǎn)燃料電池中的固體電解質(zhì)層的用途。

19.根據(jù)權(quán)利要求1-17之一的方法的用途，其中滿(mǎn)足至少一個(gè)下面的特性：

· 穩(wěn)定劑是自由選擇的；

· 依靠調(diào)整蒸發(fā)方法參數(shù)，來(lái)彼此獨(dú)立地設(shè)定層組成，相組成和層形態(tài)；

· 層形態(tài)能夠由玻璃狀調(diào)整為柱狀；

· 無(wú)穩(wěn)定劑地生產(chǎn)固體電解質(zhì)層；

· 產(chǎn)生在其厚度維度方向上具有層材料組成梯度的層，該梯度從Zr到ZrN，然后到ZrO，然后到ZrO₂，其中形態(tài)和相能夠自由選擇。

20.根據(jù)權(quán)利要求1-17之一的方法用于產(chǎn)生作為YSZ的生長(zhǎng)基底的層的用途。

21.根據(jù)權(quán)利要求1-17之一的方法用于提高沿著晶界的離子傳輸?shù)挠猛尽?/p>

22.根據(jù)權(quán)利要求21的用途，其中該層的晶粒尺寸設(shè)定為納米范圍。