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一种分体式导电陶瓷舟的制备方法与流程

  本发明涉及一种分体式导电陶瓷舟的制备方法,具体涉及一种金属热蒸发的陶瓷舟,属于加热器技术领域。

  目前在金属热蒸发领域多使用石墨材质的导电陶瓷舟,导电陶瓷舟自身可以加热让金属融化并进行蒸发,这一过程需要根据金属融化和蒸发的情况进行电源电压的调整,现在石墨材质的导电陶瓷舟由于电阻小,电源电压的调整对金属融化和蒸发的稳定性影响非常大,导电陶瓷舟在这一过程中非常容易损坏,损坏之后还需要重新安装调整,非常影响规模金属蒸发的效率,故需要寻求一种其他的解决方案来实现导电陶瓷舟寿命的延长,同时降低生产成本。

  针对现有技术的不足,本发明提供一种分体式导电陶瓷舟的制备方法,由该方法制备的导电陶瓷舟可显著提升陶瓷舟的使用寿命。

  一种分体式导电陶瓷舟的制备方法,所述导电陶瓷舟包含石墨加热器和石墨陶瓷舟两部分,石墨加热器为长方体,石墨加热器中间部分为连续的折回板条,石墨加热器两端顶部均设有u型凸台,两个u型凸台的u型开口相向设置,石墨加热器的两端与电源进行连接,石墨加热器的底部两端之间设有固定杆;

  石墨陶瓷舟为长方体板,上部设有凹槽,凹槽用于盛融化的金属料,石墨陶瓷舟底部轮廓与石墨加热器两个u型凸台内的轮廓一致;

  石墨加热器除两端部以外均设有pbn保护层,石墨陶瓷舟表面包覆一层pbn涂层,制备包括步骤如下:

  (1)用机械加工出石墨加热器的两端、折回板条、u型凸台、固定杆,石墨加热器整体为一体制造,折回板条数量为至少两个;

  (2)石墨加热器加pbn保护层:将(1)中的石墨加热器两端包覆后放入到高温反应炉内,水平放置,目的是让折回线路之间的缝隙涂层厚一些,温度在1700-2000℃,压力在10-1000pa的条件下,通入含有氮源和硼源的气体,在石墨加热器除两端部以外部分的表面沉积一层pbn保护层;

  (3)用机械加工方式加工出石墨陶瓷舟,石墨陶瓷舟底部轮廓与石墨加热器两个u型凸台内的轮廓相匹配;

  (4)石墨陶瓷舟加pbn涂层:将(3)中的石墨陶瓷舟放入到高温反应炉内,温度在1700-2000℃,压力在10-1000pa的条件下,通入含有氮源和硼源的气体,在石墨加热器表面沉积一层pbn涂层;

  (5)将带有pbn涂层的石墨陶瓷舟放置到带有pbn保护层的石墨加热器上进行使用。

  优选的,步骤(1)中,所加工固定杆的数量为两个,固定杆的宽度为1-50mm,高度为1-50mm。防止加热器变形。

  优选的,步骤(1)中,加工的石墨加热器长为30-300mm,宽为10-100mm,高为1-50mm,石墨加热器整体包含两个以上折回板条,折回板条的宽度为1-50mm,相邻两个折回板条之间的距离为1-20mm,石墨加热器两端u型凸台比石墨加热器中间位置高1-10mm。

  优选的,步骤(1)中,在石墨加热器的两个u型凸台的u型开口加工出斜坡坡面,石墨陶瓷舟放入时自上而下会逐渐压紧。

  优选的,步骤(2)中,石墨加热器表面沉积的pbn保护层厚度10-500微米。

  优选的,步骤(4)中,石墨陶瓷舟表面包覆的pbn涂层的厚度为10-500微米。

  本发明将陶瓷舟设计成加热部分和盛料融化金属部分,分别机械加工并沉积保护层,石墨加热器可以单独进行设计,热器电路的横截面积整体变小,故陶瓷舟加热部分的电阻增大,增加陶瓷舟加热部分的电阻,从而增加陶瓷舟加热的稳定性,延长导电陶瓷舟的使用寿命。

  其中:1、石墨加热器,2、石墨陶瓷舟,3、折回板条,4、u型凸台,5、凹槽,6、固定杆。

  一种分体式导电陶瓷舟的制备方法,所述导电陶瓷舟包含石墨加热器和石墨陶瓷舟两部分,石墨加热器为长方体,石墨加热器中间部分为连续的折回板条,石墨加热器两端顶部均设有u型凸台,两个u型凸台的u型开口相向设置,石墨加热器的两端与电源进行连接,石墨加热器的底部两端之间设有固定杆;

  石墨陶瓷舟为长方体板,上部设有凹槽,凹槽用于盛融化的金属料,石墨陶瓷舟底部轮廓与石墨加热器两个u型凸台内的轮廓一致;

  石墨加热器除两端部以外均设有pbn保护层,石墨陶瓷舟表面包覆一层pbn涂层,制备包括步骤如下:

  (1)用机械或其他加工方式加工出石墨加热器的两端、折回板条、u型凸台、固定杆,石墨加热器整体为一体制造,石墨加热器长为200mm,宽为50mm,高为20mm,石墨加热器的两端与电源进行连接,石墨加热器整体包含20个折回板条,折回板条为长条状,折回板条的宽度为8mm,相邻两个折回板条之间的距离为2mm,石墨加热器两端比中间位置高2mm,形状与石墨陶瓷舟底部一致,便于石墨陶瓷舟的放置。所加工石墨材质固定杆的数量为两个,固定杆的长度为200mm,宽度为10mm,高度为10mm,防止加热器变形。

  (2)石墨加热器加pbn保护层:将(1)中的石墨加热器两端包覆后放入到高温反应炉内,温度在1800℃,压力在100pa的条件下,通入含有氮源和硼源的气体,在石墨加热器除两端部以外部分的表面沉积一层100微米厚的pbn保护层。

  (3)用机械或其它加工方式加工出石墨陶瓷舟,石墨陶瓷舟整体呈长方体状,它的长为200mm,宽为50mm,高为10mm,它的中间位置比边缘位置低5mm。

  (4)石墨陶瓷舟加pbn涂层:将(3)中的石墨陶瓷舟放入到高温反应炉内,温度在1700℃,压力在200pa的条件下,通入含有氮源和硼源的气体,在石墨加热器表面沉积一层50微米厚的pbn涂层。

  (5)将带有pbn涂层的石墨陶瓷舟放置到带有pbn保护层的石墨加热器上进行使用。

  利用本实施例制备方法得到的分体式导电陶瓷舟,得到温度变化速率与电源电流的变化数据。

  一种分体式导电陶瓷舟的制备方法,其步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤(1)中,石墨加热器的长为30mm,宽为10mm,高为1mm,加热器的两端与电源进行连接,加热器整体包含15个折回板条,折回板条呈长条状,折回板条的宽度为1mm,相邻两个折回板条之间的距离为1mm,加热器两端u型凸台比石墨加热器中间位置高1mm,形状与陶瓷舟底部一致,便于陶瓷舟的放置。固定杆的宽度为1mm,高度为1mm。

  步骤(2)中,石墨加热器除两端外的其他部位用化学气相沉积法沉积一层pbn保护层,保护层厚度10微米。

  步骤(3)中,石墨陶瓷舟整体呈长方体状,它的长为30mm,宽为10mm,高为1mm,它的中间位置比边缘位置低1mm。

  一种分体式导电陶瓷舟的制备方法,其步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤(1)中,石墨加热器的长为300mm,宽为100mm,高为50mm,加热器的两端与电源进行连接,加热器整体包含5个折回板条,折回板条呈长条状,折回板条的宽度为50mm,相邻两个折回板条之间的距离为10mm,加热器两端u型凸台比石墨加热器中间位置高10mm,形状与陶瓷舟底部一致,便于陶瓷舟的放置。固定杆的宽度为50mm,高度为50mm。

  步骤(2)中,石墨加热器除两端外的其他部位用化学气相沉积法沉积一层pbn保护层,保护层厚度500微米。

  步骤(3)中,石墨陶瓷舟整体呈长方体状,它的长为300mm,宽为100mm,高为50mm,它的中间位置比边缘位置低20mm。

  步骤(4)中,石墨陶瓷舟表面包覆一层pbn涂层,涂层的厚度为500微米。

  一种分体式导电陶瓷舟的制备方法,其步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤(1)中,在石墨加热器的两个u型凸台的u型开口加工出斜坡坡面,石墨陶瓷舟放入时自上而下会逐渐压紧。


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