[發明專利]一種大氣等離子體噴涂氧化釔涂層的復合涂層制備方法

在審

• 申請號: 201811441086.6
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109440052A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 王嘉雨;鄭廣文;郁忠杰;徐俊陽;李加
• 申請（專利權）人: 沈陽富創精密設備有限公司
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/11;C23C4/02;C25D11/04
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明涉及一種大氣等離子體噴涂氧化釔涂層的復合涂層制備方法，該技術使用大氣等離子體噴涂設備進行制備。制備方法為：(1)將零件表面制備硬質陽極氧化；(2)對零件非涂層位置進行遮蔽；(3)對零件硬質陽極氧化區域進行噴砂處理；(4)對零件噴砂區域進行大氣等離子體氧化釔涂層制備。該方法獲得的氧化釔涂層具有高硬度，高致密性，高抗拉伸性，耐腐蝕及抗電壓性均有很優異的性能指標，有效延長零件的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種熱噴涂制備陶瓷涂層領域，特別是具有高硬度及高拉伸力涂層要求的涂層領域制備方法。

背景技術

對于半導體設備企業來說，半導體零部件的發展對于半導體設備的發展起這至關重要的作用。隨著半導體設備的不斷發展，對刻蝕腔內的鋁制零部件的耐腐蝕性要求越來越高。傳統的鋁制零部件采用陽極氧化的方式，在鋁制零部件表面形成一層陽極膜來耐腐蝕，但其耐腐蝕性已不能滿足先進半導體設備的要求，鋁制零部件的壽命降低，其更換頻率越來越高，目前，很多企業采用在鋁基體上噴涂氧化釔的方式來增強其耐腐蝕耐磨性能，而隨著越來越嚴格的力學性能要求，該種工藝仍不能滿足需求，因此，為了提高鋁制零部件的使用壽命，需要使用兩種涂層復合涂覆在表面來增強效果的制備方法。

硬質陽極氧化層相比鋁基材具有更高的硬度，更好的耐腐蝕性抗電壓性，首先在零件上制備陽極氧化層可以增強零件的抗腐蝕能力和硬度，隨后在陽極氧化層上制備氧化釔涂層，可以起到更優秀的耐腐蝕抗擊穿電壓能力，采用大氣等離子噴涂制備氧化釔涂層，一方面原因是因為采用熱噴涂的方式制備的氧化釔涂層的致密性更好，與基體的結合力更好。另一方面是在刻蝕腔內，是刻蝕氣體在侵蝕鋁制零部件時，傳統的氧化鋁涂層中的鋁原子比釔原子輕，氧化釔的耐物理腐蝕性更好；氧化釔的活性比氧化釔的活性大，更易與刻蝕氣體反應，所獲得的氟化釔比氟化鋁更不易蒸發，因此氧化釔的耐化學腐蝕性比氧化鋁更好。

發明內容

本發明的目的是提供一種大氣等離子體噴涂氧化釔涂層復合涂層的制備方法。

為思想上述目的采用的技術方案是：

一種大氣等離子體噴涂氧化釔涂層復合涂層的制備方法，該涂層制備方法包括以下步驟：

(1)將零件表面制備硬質陽極氧化涂層；

(2)對零件非涂層位置進行遮蔽保護；

(3)對零件硬質陽極氧化區域進行噴砂處理；

(4)對零件噴砂區域進行大氣等離子體氧化釔涂層制備。

步驟(1)所述硬質陽極氧化層，膜厚在50-90μm，制備后使用純水封孔3-6小時。

步驟(3)所述的噴砂處理，選用白剛玉砂材進行噴砂，設備為自動噴砂或手動噴砂，噴砂壓力30-50psi，噴砂后粗糙度在3.75-7.5μm之間。

步驟(4)所述的氧化釔涂層制備工藝參數如下：氬氣流量是50-120nplm，氫氣流量是5-15nplm，噴涂距離130-180mm，電流是450-510A，載氣流量是2-5.5slpm，送粉速率是30-70g/min，噴槍移動速度1100-1600mm/sec。

步驟(4)所述的氧化釔涂層粉末要求如下：氧化釔純度在99.0％以上，粉末粒徑在35-53um之間。

步驟(4)所述的氧化釔涂層性能如下：涂層厚度在200-300μm，涂層粗糙度在3-6.25μm之間，耐鹽酸腐蝕時間＞3小時，耐擊穿電壓4500V，涂層結合力＞15MPa，顯微硬度＞3GPa，涂層孔隙率＜5％。

本發明的有益效果是：

1.本發明選用的陽極氧化層上噴涂氧化釔涂層，相比鋁基材噴涂氧化釔涂層，具有更高的硬度，結合力，耐腐蝕性和耐擊穿電壓性。