[發明專利]一種在噴管內表面制備涂層的方法

在審

• 申請號: 202011608058.6
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112746265A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 熊玉卿;張凱鋒;周暉;曹生珠;高恒蛟;成功
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/18;C23C16/40;C23C16/04
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗

本發明公開了一種在噴管內表面制備涂層的方法。本發明將需制備涂層的噴管置于反應室內，將氣相前驅體以脈沖形式交替通入反應器，第一種前軀體到達噴管內，以化學吸附在噴管內表面形成一個單吸附層；再通入第二種前驅體，與第一種前驅體反應，在噴管內表面生成一個單原子層的涂層。在每個前驅體脈沖之間需要用惰性氣體對反應器進行清洗，再重復吸附和反應過程，逐層生成涂層。本方法通過氣體吸附和反應相結合的方式，實現在噴管內表面制備涂層，解決目前無法采用真空鍍膜方法在噴管內表面制備涂層的難題，可在不同的材料表面制備金屬、氧化物等各類涂層材料，滿足不同需求。

技術領域

本發明涉及真空鍍膜技術領域，具體涉及一種在噴管內表面制備涂層的方法，可在不同的材料表面制備金屬、氧化物等各類涂層材料。

背景技術

隨著技術需求的發展，傳統的涂層技術不能滿足一些特殊的涂層制備需求。例如，現有的各種真空鍍膜技術，一般只能在平面或形狀不太復雜的曲面上制備涂層，均無法實現在噴管內表面制備涂層，需開發新的涂層制備技術。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種在噴管內表面制備涂層的方法，能夠在噴管內表面制備涂層。

本發明的在噴管內表面制備涂層的方法，包括以下步驟：

步驟1，將需制備涂層的噴管置于與噴管相適配的反應室內，將反應室抽真空。真空度范圍為1×10^-2Pa～1×10^-3Pa。

步驟2，以脈沖形式向反應室內通入第一種氣相前驅體A，在需制備涂層的噴管內表面以化學吸附形成一個單吸附層。

前驅體A依據所制備涂層選取，本發明中主要是乙酰丙酮銥和叔丁醇鉿。所有前驅體均需為氣態，如在室溫下為非氣態，用加熱裝置將前驅體積加熱為氣態。

氣相前驅體A的流量和脈沖持續時間由具體的前驅體決定，一般流量范圍控制在10～50sccm，脈沖持續時間為2～10s。

步驟3，向反應室內通入惰性氣體，將未吸附的多余前驅體A排除。

惰性氣體一般選用氬氣，其流量20～50sccm，持續時間5～30s。

步驟4，以脈沖形式向反應室內通入第二種氣相前驅體B，與氣相前驅體A反應，在需制備涂層的噴管內表面生成一個單原子層。

氣相前驅體B依據所制備涂層選取，本發明中，氣相前驅體B為氧氣和氫氣。氣相前驅體的流量和持續時間由具體的前驅體決定，一般控制在10～50sccm，脈沖持續時間為2～10s。

步驟5，向反應室內通入惰性氣體，將未吸附的多余前驅體B排除。惰性氣體一般選用氬氣，其流量控制在20～50sccm，持續時間5～30s。

步驟6，重復上述步驟2～步驟5，每重復一次，生成一個單原子層，每層厚度大約在0.03～0.15nm。依據不同制備的材料和所需的厚度，可以確定反應重復次數。

有益效果：

本發明可以實現在噴管內表面制備涂層，解決現有的各種真空涂層制備技術，一般只能在平面或形狀不太復雜的曲面上制備涂層，均無法實現在噴管內表面制備涂層的技術問題，方法簡單，工藝可控性強。

本發明適應性強，可以在各種復雜的表面制備涂層，而且涂層的厚度具有很好的均勻性；可在不同的材料表面制備金屬、氧化物等各類涂層材料，以滿足不同需求。

附圖說明

圖1為本發明涂層生長的示意圖。

其中，1-反應室，2-噴管，3-反應前驅體A，4-反應前驅體B。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明的在噴管內表面制備涂層的方法進行詳細描述。