[發(fā)明專利]具有包含TaC的涂層的碳材料及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880028002.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN110573476B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曺東完
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國(guó)東海炭素株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23C16/32
• 分類號(hào): C23C16/32;C04B41/87;C04B35/52;C04B38/00;C04B41/45;C04B41/50;C04B41/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

本發(fā)明涉及在碳基材上形成有包含TaC(碳化鉭)的涂層的碳材料及其制造方法，本發(fā)明的具有包含TaC的涂層的碳材料包括碳基材；及在所述碳基材上形成的，由XRD分析的X線回折所發(fā)生的(111)面的回折峰值為最大值的包含TaC的涂層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在碳基材上形成有包含TaC(碳化鉭)的涂層的碳材料及其制造方法

背景技術(shù)

在各個(gè)領(lǐng)域正進(jìn)行著,通過(guò)在基材表面采用不同種類的薄膜,提高材料的耐磨性、耐腐蝕性等的研究。其中，由于包含(TaC)的素材涂料技術(shù)在耐熱性、耐磨性及抗內(nèi)氣體蝕刻性等方面具有比薄膜材料更優(yōu)異的特征，特別備受關(guān)注。目前，在各種各樣的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，將包含TaC的涂層的碳材料形成于碳基材上的碳素材料，被使用于半導(dǎo)體用單晶制造裝置部材、精密機(jī)床、引擎用部件等。

此時(shí)，所形成的包含TaC的涂層，由于與基材具有附著力，往往出現(xiàn)問(wèn)題。因此，許多企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)對(duì)于在碳基材上具有高度附著力的包含TaC的涂層的形成技術(shù)，正進(jìn)行著各種嘗試。

最近，可控制具有TaC素材的涂層的硬度或表面耐磨性的技術(shù)備受關(guān)注。如果能考慮到所需素材的用處，預(yù)測(cè)所需涂層的物性，并按其可形成具有合理程度物性的包含TaC的涂層，可在產(chǎn)業(yè)界的多種領(lǐng)域適用TaC素材。但是，到目前為止，因?yàn)闆](méi)有可精確預(yù)測(cè)表面刮傷值等物性的技術(shù)，在形成包含TaC的涂層的過(guò)程中，難以精確預(yù)測(cè)出將要形成的涂層的物性。此外，為了控制表面硬度、表面刮傷值等，將何種變數(shù)要調(diào)整至什么程度，是在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)還未解決的一個(gè)不確定性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)課題

本發(fā)明著眼于解決所述問(wèn)題，用于形成碳基材的附著力優(yōu)異，并具有包含高硬度和高表面刮痕值的TaC涂層的碳材料。

此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的為在制造包含TaC的涂層的碳材料方面，為應(yīng)付所需水平的產(chǎn)品物性規(guī)格，提供一種將可控制變數(shù)(碳基材的選定、包含TaC的涂層的結(jié)晶粒大小、回避性特征、X線回折強(qiáng)度等)控制到適當(dāng)程度的技術(shù)。

但是，在本發(fā)明要解決的課題并不局限于如上所述的課題，且未提及的其它課題可通過(guò)如下說(shuō)明，為所屬領(lǐng)域具有通常知識(shí)的人提供理解上的幫助。

問(wèn)題解決手段

本發(fā)明的包含TaC的涂層的碳材料包括碳基材；及在所述碳基材上形成的，由XRD分析的X線回折所發(fā)生的(111)面的回折峰值為最大值的包含TaC的涂層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含TaC的涂層的由X線回折發(fā)生的(111)面回折峰值與(200)面回折峰值之比可在0.40以下。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含TaC的涂層的XRD分析的回折線的半寬度可在0.15°以下。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含TaC的涂層的表面硬度可根據(jù)以下數(shù)學(xué)式1計(jì)算，

數(shù)學(xué)式1

表面硬度值(GPa)＝-38A²+12A+14至17

A:XRD分析時(shí)包含TaC的涂層的(200)面的回折峰值/(111)面的回折峰值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含TaC的涂層，平均結(jié)晶粒大小可為10μm-50μm。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含TaC的涂層的表面硬度可在15GPa以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含TaC的涂層的表面刮痕實(shí)驗(yàn)值可在3.5N以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，自所述碳基材表面深度為80μm-150μm的區(qū)域的TaC含量可為15vol％至20vol％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含TaC的涂層的表面刮痕值可根據(jù)以下數(shù)學(xué)式2計(jì)算,