【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于碳化硅，涉及一種碳化硅陶瓷及其制備方法與應用，尤其涉及一種多孔碳化硅陶瓷及其制備方法與應用。
技術介紹
1、多孔真空吸盤是利用真空吸附原理固定工件的承載平臺，真空吸盤傳遞真空的部分為多孔陶瓷。多孔陶瓷材料是以剛玉砂、碳化硅、堇青石等優質原料為主料，經過成型和特殊高溫燒結工藝制備的一種具有開孔孔徑且高開口氣孔率的陶瓷材料，其具有耐高溫高壓、抗酸堿和有機介質腐蝕、可控的孔結構及高的開口孔隙率等優點。將多孔陶瓷固定在底座的沉孔中，其周邊與底座粘結密封，當給予負壓時，可以將工件平穩地吸附于真空吸盤上。因此，多孔陶瓷不僅需要具有高孔隙率，且孔隙分布均勻，還需要具有高導熱性，擁有良好的平面度和平行度、耐酸堿腐蝕和耐磨性。其主要用于對晶圓進行減薄、刻蝕、切割、清洗等過程。
2、目前，碳化硅基多孔陶瓷的制備方法主要有顆粒堆積法、添加造孔法、發泡法或冷凍干燥法。顆粒堆積法是制備碳化硅基多孔陶瓷最簡單的方法之一，其機理是利用碳化硅顆粒自身的燒結特性，或添加少量結合劑或燒結助劑，在碳化硅顆粒間形成燒結頸，使碳化硅顆粒堆積形成多孔陶瓷。孔隙結構和形狀主要取決于碳化硅原料粒徑和形狀，燒結溫度和成型壓力等因素。
3、cn112407936a公開了一種多孔真空吸盤及其制備方法，該方法通過在1μm-25μm粒徑的原料中添加懸浮穩定劑、分散劑和粘結劑等，采用冷凍干燥法制備得到一種多孔真空吸盤，該多孔真空吸盤可實現被吸附物的穩定吸附，不會引起凹陷變形等產品缺陷。
4、但是，為了獲得大孔徑的碳化硅多孔材料，通常使用較
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種多孔碳化硅陶瓷及其制備方法與應用，本專利技術采用碳化硅顆粒為原料，通過顆粒堆積法，無需添加粘結劑用于成型，僅采用恒溫熱壓燒結，并合理控制恒溫熱壓燒結的壓力，即可制備得到孔隙可控、孔隙分布均勻且強度高的多孔碳化硅，制備得到的多孔碳化硅可以實現對整片晶圓各微小局部區域均勻吸附。本專利技術所述制備方法可以降低工藝設備要求和生產成本，也可以提高生產效率。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種多孔碳化硅陶瓷的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
4、混合碳化硅和燒結助劑后，依次進行裝模和恒溫熱壓燒結，得到所述多孔碳化硅陶瓷；所述恒溫熱壓燒結的壓力為1mpa-10mpa。
5、本專利技術采用碳化硅顆粒為原料，通過顆粒堆積法，無需添加粘結劑用于成型，僅采用恒溫熱壓燒結，并合理控制恒溫熱壓燒結的壓力，即可制備得到孔隙可控且孔隙分布均勻且強度高的多孔碳化硅，可以實現對整片晶圓各微小局部區域均勻吸附。本專利技術所述制備方法可以降低工藝設備要求和生產成本，也可以提高生產效率。
6、具體地，恒溫熱壓燒結的壓力可以是1mpa、3mpa、5mpa、7mpa或10mpa，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
7、本專利技術通過調控恒溫熱壓燒結的壓力，來進一步調控多孔碳化硅陶瓷的孔隙率和多孔碳化硅陶瓷的強度。在優選的壓力范圍內，可以得到孔徑分布均勻且強度高的多孔碳化硅陶瓷。
8、優選地，所述碳化硅的粒徑d50為30μm-200μm，例如可以是30μm、50μm、100μm、150μm或200μm，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用，優選為100μm-200μm。
9、本專利技術通過調控碳化硅粒徑的大小，來進一步調控顆粒堆積后所產生的孔隙率和燒結過程的難易程度，由此來進一步調控多孔碳化硅陶瓷的強度。在優選的碳化硅粒徑范圍內，燒結難度低，同時可以得到孔徑分布均勻且強度高的多孔碳化硅陶瓷。
10、優選地，所述碳化硅的質量純度為99％-99.99％，例如可以是99％、99.5％、99.9％、99.95％或99.99％，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
11、優選地，所述碳化硅混合前，要進行預處理。
12、優選地，所述預處理的升溫終點溫度為1900℃-2200℃，例如可以是1900℃、1950℃、2000℃、2050℃、2100℃或2200℃，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
13、優選地，所述預處理的保溫時間為1h-2h，例如可以是1h、1.3h、1.5h、1.8h或2h，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
14、優選地，所述預處理后，得到類球形碳化硅顆粒。
15、本專利技術預處理后的碳化硅顆粒具有良好的流動性，顆粒堆積規則，孔結構規則且堆積緊密，有利于進一步提高碳化硅顆粒的均勻性；而對于未處理的原料粉體，其形狀不規則且含有較多棱角，且粉體中的細粉形成團聚體，在成型過程中顆粒堆積容易形成狹長的大氣孔。因而采用預處理后的碳化硅顆粒，制備得到的多孔碳化硅陶瓷，其氣孔率和平均孔徑進一步提高。
16、優選地，所述燒結助劑包括細碳化硅粉、硅粉、碳化硼、二氧化硅、氧化釔或堿性氧化物中的任意一種或至少兩種的組合，典型但非限制性的組合包括細碳化硅粉和硅粉的組合，碳化硼和二氧化硅的組合，氧化釔和二氧化硅的組合，或二氧化硅、氧化釔和堿性氧化物組合。
17、優選地，所述堿性氧化物包括氧化鉀和/或氧化鈉。
18、優選地，所述細碳化硅粉的粒徑d50為0.5μm-2μm，例如可以是0.5μm、1μm、1.5μm或2μm，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
19、優選地，所述燒結助劑的添加量為所述碳化硅質量的0-15％，但不包括0，例如可以是0.5％、5％、10％、12％或15％，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
20、優選地，所述混合的方法包括球磨混合和/或高速攪拌。
21、優選地，所述混合的裝置包括球磨機、混料機或高速攪拌機。
22、優選地，所述混合的方法包括濕法混合。
23、優選地，所述濕法混合的溶劑包括水和/或乙醇。
24、優選地，所述混合的時間為1h-4h，例如可以是1h、2h、3h、3.5h或4h，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
25、優選地，所述溶劑的添加量為所述碳化硅和燒結助劑總質量的5％-20％，例如可以是5％、10％、12％、15％或20％，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
26、優選地，所述混合后、裝模前，要依次進行干燥、破碎和過篩，得到混合粉體。
27、優選地，所述干燥包括烘干。
28、優選地，所述干燥的升溫終點溫度為60℃-本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種多孔碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅的粒徑D50為30μm-200μm，優選為100μm-200μm；
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅混合前，要進行預處理；
4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒結助劑包括細碳化硅粉、硅粉、碳化硼、二氧化硅、氧化釔或堿性氧化物中的任意一種或至少兩種的組合；
5.根據權利要求1-4任一項所制備方法，其特征在于，所述混合的方法包括球磨混合和/或高速攪拌；
6.根據權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，所述裝模的模具包括碳模具或石墨模具。
7.根據權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，所述恒溫熱壓燒結的升溫終點溫度為1450℃-2200℃；
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
9.一種多孔碳化硅陶瓷，其特征在于，所述多孔碳化硅陶瓷采用權利要求1-8任一項所
10.一種如權利要求9所述多孔碳化硅陶瓷的應用，其特征在于，所述多孔碳化硅陶瓷應用于真空吸盤。
...【技術特征摘要】
1.一種多孔碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅的粒徑d50為30μm-200μm，優選為100μm-200μm；
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅混合前，要進行預處理；
4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒結助劑包括細碳化硅粉、硅粉、碳化硼、二氧化硅、氧化釔或堿性氧化物中的任意一種或至少兩種的組合；
5.根據權利要求1-4任一項所制備方法，其特征在于，所述混合的方法包括球磨...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚力軍，高雄，周莉英，王巨寶，王科，費雪峰，
申請(專利權)人：寧波江豐同創特種陶瓷技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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