[發明專利]通過化學氣相滲透使多孔環形襯底致密化的方法

有效

• 申請號: 201980051768.2
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN112567067B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 弗蘭克·拉莫魯;雷米·杜邦;威廉·羅斯
• 申請（專利權）人: 賽峰集團陶瓷
• 主分類號: C23C16/04
• 分類號: C23C16/04;C23C16/458;C23C16/46;C04B35/83;C23C16/455;C04B41/45
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 桑麗茹

本發明涉及一種通過化學氣相滲透使多孔環形襯底(18)致密化的方法，所述方法至少包括以下步驟：提供多個單一模塊(10)，其包括支撐板(14)，在所述支撐板(14)上形成有襯底的疊堆，所述支撐板具有與由堆疊襯底的中心通道(18a)形成的內部體積(17)連通的中心進氣開口(14a)和環繞該中心開口成角度地分布的排氣開口(14b)，以及形成熱質量的圓筒(16)，所述圓筒環繞襯底的疊堆設置并且具有固定到支撐板的第一端部(16a)，以及第二自由端(16b)；在致密化爐的腔室(34)中形成單一模塊的疊堆，以及將氣相噴射到單一模塊的所述的疊堆內，所述氣相包括一種將被沉積在襯底的孔隙內的基體材料的氣體前體。

技術領域

本發明涉及用于通過化學氣相滲透(CVI)使環形多孔襯底致密化的方法的通用領域。

背景技術

為了使這種襯底致密化，工藝特別地是眾所周知的，其中將襯底的疊堆放置在致密化裝置的加熱腔室中，并且將包含基體材料前體的氣相引入到襯底的疊堆的內部從而在襯底的孔隙中形成基體。文獻FR 2834713描述了這種工藝及其實施設備。

當要將大量的襯底的疊堆致密化時，通常使用較大的設備。圖1示出了一種可在致密化爐的腔室1中使用的負載的已知示例。腔室1環繞軸線X呈圓柱形。該負載包括由單個下支撐板3承載的環形多孔襯底2的多個的疊堆。每個疊堆包括由所有的疊堆共用的中間支撐板5疊置和分隔的幾個疊堆的部分4。板3和5包括與襯底2中的中心通道對準的開口，以便在每個的疊堆中使反應性氣相循環，所述反應性氣相然后穿過這些襯底2以使其致密化。上板6位于負載的頂部并封閉每個疊堆的內部體積。中間支撐板5由垂直支柱7保持在適當位置。

這種裝填具有幾個缺點：執行時間長并且復雜，腔室內可能存在溫度梯度，并且在支撐板和的疊堆部分之間的密封難以保證。此外，難以控制并未在腔室內消耗的前體氣體的停留時間，導致形成不期望的多環芳烴。

因此，需要一種不具有上述缺點的化學氣相滲透致密化工藝。

發明內容

因此，本發明的主要目的是，通過提出一種通過化學氣相滲透使環形多孔襯底致密化的方法來克服這些缺點，所述方法包括至少以下步驟：

-提供多個單元模塊，每個單元模塊包括支撐板，所述支撐板上形成有環形多孔襯底的疊堆，所述支撐板包括與由堆疊襯底的中心通道形成的內部體積連通的中心進氣開口和環繞該中心開口成角度地分布的排氣開口，以及環繞襯底的疊堆設置的熱質量圓筒，所述熱質量圓筒具有與所述支撐板一體的第一端部，以及第二自由端，

-在致密化爐的腔室中形成單元模塊的疊堆，每個疊堆包括堆疊在第一單元模塊上的至少一個第二單元模塊，所述第二單元模塊的支撐板停靠在第一單元模塊的圓筒的第二自由端上，所述第二單元模塊的中心進氣開口連通所述第一單元模塊的襯底的疊堆的內部體積，并且所述第二單元模塊的排氣開口連通所述第一單元模塊的襯底的疊堆的外部體積，以及

-將氣相噴射到單元模塊的疊堆內，所述氣相包括將被沉積在襯底的孔隙內的基體材料的氣體前體。

由此制造的單元模塊的每個的疊堆限定了由襯底的疊堆的內部體積的連接形成的中心管道(所述體積通過支撐板的中心開口連通)，以及通過將外部體積連接到位于單元模塊內側的襯底的疊堆而形成的外圍管道(所述體積通過支撐板的排氣開口連通)。中心管道允許在疊堆內側以及在整體高度上輸送被噴射的氣體，而外圍管道具有回收和引導已穿過襯底的前體氣體以便將其排出的功能。因此限定的外圍管道引導還未更快地反應的氣體用于將其排出，例如在腔室上壁中出現的排氣開口的水平，這限制了這些氣體的成熟時間并減少了每千克沉積在襯底中的碳所產生的多環烴(PAH)的數量。