【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及涂料，尤其涉及一種氮化硅涂層及其制備方法和應用。
技術介紹
1、半導體和光伏領域等設備在為產品制作沉積膜的同時，往往會在設備的容器內部也沉積上相應的膜，隨著使用時間的疊加，沉積物越來越厚，這時候沉積物本身和設備容器都將受到熱應力等因素的影響，而出現開裂、脫落、破損等問題。除了加強設備容器本身的質量外，目前往往會通過增加保護涂層來提升設備使用壽命。而常規的高溫涂層往往面臨諸多問題，難以長久保護設備不被沉積物損壞。
2、碳化硅涂層是一種常規的耐高溫陶瓷，熔融溫度較高。cn117510236a公開了一種甲基硅烷制備碳化硅涂層的方法，采用甲基硅烷做碳化硅涂層前驅體，通過cvd/cvi的工藝，形成結構致密的碳化硅多晶薄膜，晶體生長和成膜效率高、幾乎無缺陷，是良好的sic涂層cvd/cvi沉積原料。然而，上述的常規前驅體法以及常規原料制備得到的碳化硅涂層往往面臨著開裂、涂層性能不能充分展現出的技術難題。
3、氮化硅涂層具有卓越的高溫穩定性能、高強度、自潤滑和耐熱沖擊等特點，是保護石英等基底材料的良好選擇。一般采用cvd法通過sih4和nh3在高溫1200℃下形成氮化硅。例如，cn101567419a公開了一種能夠形成具有良好絕緣性能的氮化硅膜作為mtj元件保護膜，利用cvd裝置制作膜形成裝置以及由sih4、nh3和n2作為膜形成氣體只是在包括mtj元件部分的整個表面上方形成氮化硅膜。但是采用的cvd法對設備和工藝要求較高，制備效率低，也比較昂貴，并且，通過sih4和nh3在高溫1200℃下所得到的氮化硅
4、此外，除了致密度作為涂層的關鍵性能外，涂層的膨脹系數、潤濕度也至關重要，涂層本身的膨脹系數差異大，會容易破壞自身的強度，涂層如果潤濕不夠，或連接的鍵能太弱，從而會導致涂層存在在基底上的附著力差，易脫落的缺陷。
5、因此，針對現有技術中涂層存在的缺陷，提供一種不易開裂、強度高且附著力強的氮化硅涂層，已成為目前亟待解決的問題。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術的目的提供了一種氮化硅涂層及其制備方法和應用。本專利技術提供的氮化硅涂層采用特定的組成，以氮化硅粉為主體材料，碳化硅粉和氮化硼粉為增強材料，通過氮化硅粉、碳化硅粉和氮化硼粉之間的相互協同，共同提高了氮化硅涂層的強度和附著力，以及有效避免了涂層的開裂現象。
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氮化硅涂層，所述氮化硅涂層包括主體材料和增強材料，所述主體材料包括氮化硅粉，所述增強材料包括碳化硅粉和氮化硼粉。
4、本專利技術提供的氮化硅涂層以氮化硅粉為主體材料，摻雜了作為增強材料的碳化硅粉和氮化硼粉，氮化硅粉具有高溫穩定性、高強度、自潤滑和耐熱沖擊的優勢，是作為涂層材料的良好選擇；碳化硅粉作為調整配方的補強劑，對于涂層的整體體系可以產生連接，其具有的立方晶型能夠彌補六方晶型的氮化硅，使碳化硅粉與氮化硅粉能夠在性能上進行互補，通過碳化硅粉與主體材料差異化的力學性能能夠輔助增強氮化硅涂層的性能，促進氮化硅涂層的實際性能更接近于理論值；氮化硼粉具有層狀結構，化學穩定性高，能夠消除涂層的內部應力，促進了涂層收縮過程中的自滑移能力、讓涂層不易開裂，形成的非連接包裹結構可以提升涂層的抗沖擊能力。
5、本專利技術提供的氮化硅涂層采用特定的組成，以氮化硅粉為主體材料，碳化硅粉和氮化硼粉為增強材料，通過氮化硅粉、碳化硅粉和氮化硼粉之間的相互協同，共同提高了氮化硅涂層的強度和附著力，以及有效避免了涂層的開裂現象。
6、優選地，所述氮化硅涂層還包括連接材料。
7、優選地，所述連接材料包括聚硅氮烷。
8、本專利技術在氮化硅涂層中采用聚硅氮烷作為連接粉體中的連接材料，能夠在較低溫度且相對簡單的制備環境下實現粉體的連接，同時，提高了氮化硅涂層的質量，具有優異的經濟價值。
9、優選地，所述聚硅氮烷包括聚甲基硅氮烷、聚甲基乙烯基硅氮烷或聚甲基苯基硅氮烷中的任意一種或至少兩種的組合。
10、本專利技術的氮化硅涂層中，作為連接材料的聚硅氮烷的種類選擇會影響涂層的質量和性能。
11、第二方面，本專利技術提供了一種如第一方面所述的氮化硅涂層的制備方法，所述制備方法包括：
12、(1)混合主體材料、增強材料和溶劑，得到混合涂料；所述主體材料包括氮化硅粉，所述增強材料包括碳化硅粉和氮化硼粉；
13、(2)將混合涂料噴涂到基底上，進行固化，得到所述的氮化硅涂層。
14、本專利技術提供的氮化硅涂層的制備方法簡單，成本低廉，對設備要求低，并且，通過以氮化硅粉作為主體材料和以碳化硅粉和氮化硼粉作為增強材料的相互協同作用，結合混合后的噴涂工藝和固化工藝，從而制備得到強度高、附著力大且不易產生裂紋的氮化硅涂層。
15、優選地，以步驟(1)所述混合的原料的總質量為100wt％計，所述氮化硅粉的加入量為45-50wt％，例如45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％或50wt％等。
16、本專利技術提供的氮化硅涂層的制備方法中，通過優化氮化硅粉的加入量，進一步減少了涂層開裂，極大地改善了氮化硅涂層的強度和穩定性。
17、優選地，以步驟(1)所述混合的原料的總質量為100wt％計，所述碳化硅粉的加入量為3-7wt％，例如3wt％、4wt％、5wt％、6wt％或7wt％等。
18、本專利技術的氮化硅涂層的制備方法中優化了碳化硅粉的加入量能夠保證對于氮化硅涂層實際效果的輔助增強作用，同時，能夠有效提高涂層的質量。
19、優選地，以步驟(1)所述混合的原料的總質量為100wt％計，所述氮化硼粉的加入量為0.5-3wt％，例如0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％或3wt％等，優選為1-3wt％。
20、本專利技術進一步優化氮化硅涂層的制備方法中氮化硼粉的加入量，能夠保證涂層收縮過程中的自滑移能力，避免涂層開裂，同時，提高涂層的強度。
21、優選地，所述氮化硅粉的粒徑為1200-8000目，例如1200目、2000目、3000目、4000目、5000目、6000目、7000目或8000目等。
22、優選地，所述碳化硅粉的粒徑為2000-4000目，例如2000目、2200目、2400目、2600目、2800目、3000目、3200目、3400目、3600目、3800目或4000目等。
23、優選地，所述氮化硼粉的粒徑為1000-2000目，例如1000目、1200目、1400目、1600目、1800目或2000目等。
24、本專利技術中，進一步選擇合適粒徑的氮化硅粉、碳化硅粉和氮化硼粉，能夠避免粒徑過大或過小所導致涂層產生瑕疵點和涂層強度降低的現象發生。
25、優選地，步驟(1)所述溶劑包括第本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種氮化硅涂層，其特征在于，所述氮化硅涂層包括主體材料和增強材料，所述主體材料包括氮化硅粉，所述增強材料包括碳化硅粉和氮化硼粉。
2.根據權利要求1所述的氮化硅涂層，其特征在于，所述氮化硅涂層還包括連接材料；
3.一種根據權利要求1或2所述的氮化硅涂層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，以步驟(1)所述混合的原料的總質量為100wt％計，所述氮化硅粉的加入量為45-50wt％；
5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述溶劑包括第一溶劑和第二溶劑；
6.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述混合的原料還包括連接材料；
7.根據權利要求3-6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述基底在噴涂前還包括洗滌和干燥；
8.根據權利要求3-7任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述固化在氮氣氣氛和/或惰性氣氛下進行；
9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述制備方
10.一種根據權利要求1或2所述的氮化硅涂層的應用，其特征在于，所述氮化硅涂層應用于半導體或光伏領域中。
...【技術特征摘要】
1.一種氮化硅涂層，其特征在于，所述氮化硅涂層包括主體材料和增強材料，所述主體材料包括氮化硅粉，所述增強材料包括碳化硅粉和氮化硼粉。
2.根據權利要求1所述的氮化硅涂層，其特征在于，所述氮化硅涂層還包括連接材料；
3.一種根據權利要求1或2所述的氮化硅涂層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，以步驟(1)所述混合的原料的總質量為100wt％計，所述氮化硅粉的加入量為45-50wt％；
5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述溶劑包括...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃敏，熊冰峰，祁東，
申請(專利權)人：嘉庚江蘇特材有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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