[發(fā)明專利]一種高致密涂層的復(fù)合制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011602697.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN112725765A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊玉卿;周暉;高恒蛟;何延春;曹生珠;成功
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州空間技術(shù)物理研究所
• 主分類號(hào): C23C16/455
• 分類號(hào): C23C16/455;C23C16/40;C23C16/18
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 代麗

本發(fā)明公開了一種高致密涂層的復(fù)合制備方法，采用原子層沉積和化學(xué)氣相沉積交替制備的方式完成高致密涂層的制備，本發(fā)明利用原子層沉積涂層的高致密性，實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)氣相沉積涂層中裂紋、微孔等缺陷的阻隔，防止各類缺陷的遺傳和發(fā)展，使涂層具有很好的阻隔性能，同時(shí)，克服了原子層沉積效率低的缺點(diǎn)。該方法可用于對(duì)涂層致密性具有高要求且涂層厚度較大的涂層制備。解決目前單純采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備的高致密涂層因缺陷導(dǎo)致失效的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高致密涂層的復(fù)合制備方法。

背景技術(shù)

高致密涂層在航天、航空、民用包裝等各個(gè)領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。目前高致密涂層的制備主要采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)。然而由于化學(xué)氣相沉積技術(shù)的局限性，在涂層的制備過程中會(huì)無法避免地產(chǎn)生裂紋和微孔等缺陷。涂層在使用時(shí)，這些裂紋和微孔會(huì)形成通道，導(dǎo)致基體材料被破壞，從而使得涂層失效。原子層沉積技術(shù)是一種精密的制備技術(shù)，可以制備高致密性、近乎完美的無缺陷涂層，但其制備速率非常低，一般僅為0.1μm/h左右，而高致密涂層的厚度一般為100～200μm，因此，采用原子層沉積技術(shù)制備高致密涂層是不現(xiàn)實(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種高致密涂層的復(fù)合制備方法，結(jié)合原子層沉積和化學(xué)氣相沉積技術(shù)，交替采用兩種技術(shù)制備，可以利用原子層沉積涂層的高致密性，實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)氣相沉積涂層中裂紋、微孔等缺陷的阻隔，防止各類缺陷的遺傳和發(fā)展，使涂層具有很好的阻隔性能，同時(shí)，制備時(shí)間也在可實(shí)現(xiàn)的合理范圍中。

本發(fā)明的高致密涂層的復(fù)合制備方法，包括下列步驟：

步驟1，將需鍍膜的基底放置于反應(yīng)室內(nèi)，將反應(yīng)室抽真空；

步驟2，利用加熱裝置對(duì)基底加熱并保持；

步驟3，利用原子層沉積技術(shù)在基底上制備一層所需的涂層；

步驟4，隨后利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備一層相同材料的涂層；

步驟5，重復(fù)上述步驟3～4，直到涂層的厚度滿足要求為止。

所述步驟1中真空度范圍為1×10^-3Pa～5×10^-3Pa。

所述步驟2中的加熱溫度范圍為400～900℃。

所述步驟3中原子層沉積技術(shù)制備的涂層厚度范圍為0.05～0.1μm。

所述步驟4中利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備的抗氧化涂層厚度范圍為2～2.5μm。

有益效果：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：目前用于制備高致密涂層的化學(xué)氣相沉積技術(shù)，不可避免會(huì)在涂層中產(chǎn)生微觀缺陷，在使用過程中缺陷擴(kuò)展形成通道；本發(fā)明通過兩種技術(shù)交替制備的涂層，可以阻止貫通性缺陷的產(chǎn)生，防止在使用時(shí)形成通道，提高涂層的阻隔性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明制備方式示意圖。

其中，1-基底；2、4-為原子層沉積制備的涂層；3、5-化學(xué)氣相沉積制備的涂層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

以原子層沉積和化合物化學(xué)氣相沉積制備銥(Ir)和氧化鉿(HfO₂)高致密涂層為例說明發(fā)明復(fù)合制備方法。

實(shí)施例1

(1)將基底放置于反應(yīng)室內(nèi)，將反應(yīng)室抽真空至1×10^-3Pa；

(2)將基底加熱至700℃并保持；