[其他]在金屬制件上制備硅擴散涂層的方法

無效

• 申請號: 86108935
• 申請日: 1986-12-11
• 公開（公告）號: CN86108935A
• 公開（公告）日: 1987-07-29
• 發明（設計）人: 阿萊詹德羅·利奧波多·卡布雷拉;約翰·弗朗西斯·柯納;羅伯特·阿爾文·朱勒;羅納德·皮爾蘭托喬
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: C23C10/08
• 分類號: C23C10/08
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅才希,盧新華

1、在金屬表面上制備硅擴散涂層的方法，其步驟包括：

a)對該金屬進行預處理，方法是在低于1200℃的溫度下及在一個對該金屬的元素組成為還原性的受控氣氛中，把金屬加熱，以便減少或完全防止在金屬的暴露表面上形成一層起隔離作用的涂層；以及

b)把該金屬在這樣一些條件下進行處理，即使金屬制件維持在低于1000℃的溫度下并處于受控的氣氛中，使該氣氛含有至少1ppm(體積)的硅烷，其余為氫或氫與惰性氣體的混合物，并且這種氣氛中的硅烷/氧摩爾比大于2.5，而氧/氫摩爾比小于2×10^-4，以此來使硅擴散進入金屬制作的表面內。

2、根據權利要求1所述的方法，其中在所說的處理步驟之后把金屬進行氧化處理，因此可使硅擴散層至少有一部分優先被氧化，形成一種氧化硅保護層。

3、根據權利要求2所述的方法，其中進行氧化處理所用的氣氛選自下列一組物質：水汽和氫;氫、氮和水汽;以及氫和氧化亞氮。

4、根據權利要求2所述的方法，其中的氧化處理是在處于處理溫度下對金屬組分來說是還原性的氣氛中進行的。

5、根據權利要求1所述的方法，其中的預處理步驟是在選自氫或氫與惰性氣體的一組物質、而其中的氧/氫摩爾比為小于2×10^-4的氣氛中進行的。

6、根據權利要求1所述的方法，其中的處理步驟是在含1PPm至5%（體積）的硅烷，其余為氫或氫與惰性氣體混合物的氣氛中進行的。

7、根據權利要求1所述的方法，其中的處理步驟是在含500PPm至5%（體積）硅烷，其余為氫的氣氛中進行的。

8、根據權利要求1所述的方法，其中的工藝過程是在一個單獨的電爐中按步驟依次進行，在預處理步驟中，使用一種基本上為純氫的氣氛，并且控制其中的水汽含量，而在所說的處理步驟中，用氫氣稀釋硅烷，并控制氣氛中的水汽含量。

9、根據權利要求1所述的方法，其中的金屬在預處理及處理的兩個步驟中，皆維持在500℃到1000℃的溫度之間。

10、根據權利要求1所述的方法，其中的預處理及處理步驟所用氣氛皆以氫為主體，其中所說的氫的露點為-60℃或更低。

11、根據權利要求1所述的方法，其中的金屬為一種含鐵金屬。

12、根據權利要求1所述的方法，其中的金屬是用于一種高溫的氧化性環境中的。

13、根據權利要求2所述的方法，其中的金屬為一種含鐵金屬。

14、根據權利要求2所述的方法，其中的金屬是用于高溫的氧化性環境中的。

15、在金屬的暴露表面上形成一層硅擴散涂層來保護金屬的方法，其步驟包括：

a）用電爐加熱來對該金屬進行預處理，其條件為：溫度維持在至少400℃，而所用電爐氣氛對所說的金屬元素組成是還原性的，以減少或完全防止在所說金屬的暴露表面上形成隔離性薄膜;

b）用電爐加熱來對金屬進行處理，其條件為：溫度維持在至少400℃，所用電爐氣氛含至少為500PPm（體積）的硅烷，其余為氫或氫及惰性氣體的混合物，其中所說的氣氛所含的硅烷/氧的摩爾比大于2.5以及氧/氫的摩爾比小于2×10^-4，以此來使硅擴散進入金屬表面內。

16、根據權利要求15所述的方法，其中的金屬制件在硅烷中進行處理之后，將其暴露于氧化處理的條件下，以此來使硅擴散層至少有一部分先被氧化，形成一種氧化硅的保護涂層。

17、根據權利要求16所述的方法，其中進行氧化處理所用的氣氛選自下列一組物質：水汽和氫;氫、氮和水汽;以及氫和氧化亞氮。

18、根據權利要求16所述的方法，其中的氧化處理所用的氣氛在處理步驟的溫度下對金屬組分具有還原性。

19、根據權利要求15所述的方法，其中的預處理步驟是在氫氣的氣氛中進行的，其中氧/氫的摩爾比小于2×10^-4。

20、根據權利要求15所述的方法，其中的處理步驟是在含1PPm至5%（體積）的硅烷，其余為氫或氫與惰性氣體混合物的氣氛中進行的。