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CN119430879A - 一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷及其制备方法与应用 - Google Patents

一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷及其制备方法与应用 Download PDF

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CN119430879A
CN119430879A CN202411565504.8A CN202411565504A CN119430879A CN 119430879 A CN119430879 A CN 119430879A CN 202411565504 A CN202411565504 A CN 202411565504A CN 119430879 A CN119430879 A CN 119430879A
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曾文厚
谭敏
常梓勋
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Chongqing Zhenbao Semiconductor Materials Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种氧化钇‑氧化铝过渡层复合陶瓷及其制备方法与应用,在冷等静压机的成型模具中自下而上依次铺设定量的氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇粉末,然后采用冷等静压工艺对成型模具中的粉末原料进行均匀加压,得到成型陶瓷生坯;再将成型陶瓷生坯通过机加工后成设计形状后进行烧结,获得以氧化铝部分作为氧化铝基材、过渡混合粉末作为过渡层以及氧化钇部分作为涂层的复合陶瓷,过渡层能够减小氧化钇与氧化铝结合界面的间隙,使界面无缝衔接,更加致密;此外,过渡层中氧化铝颗粒与氧化钇粉颗粒混合均匀且相互嵌入,显著地提高了材料间的机械锁结,结合力更强;解决了现有技术中氧化钇耐刻蚀防护涂层结合力差、易剥落的问题。

Description

一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及复合陶瓷制备技术领域,具体涉及一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷及其制备方法与应用。
背景技术
随着集成电路技术的高速发展,等离子体刻蚀技术逐渐成为纳米量级的集成电路制造和微纳制造工艺中广泛应用的刻蚀技术。随着刻蚀气体中含氟等离子体能量的提高,高能含氟等离子体会侵蚀腔体内的相关氧化铝陶瓷零部件,缩短氧化铝陶瓷零部件的使用寿命;同时腐蚀过程中会生成难挥发的氟化物沉积在晶圆表面,这也增加了晶圆的污染。因此,刻蚀机腔体内相关氧化铝陶瓷零部件的耐等离子体刻蚀性能变得至关重要。
目前,氧化钇材料凭借极好的耐等离子体刻蚀性能和较为经济的生产成本,被大量应用于耐刻蚀涂层,氧化钇与基材之间的结合强度是耐刻蚀涂层性能的一项重要性能指标。然而,现有技术常采用大气等离子喷涂方法制备氧化钇耐刻蚀涂层,该方法制备的氧化钇涂层与基材的结合强度较差,容易发生涂层剥落。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明公开提出一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷及其制备方法与应用,从而可以解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其它方面的问题中的一个或多个。
本发明公开一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
S1、原料选择:采用氧化铝粉末和氧化钇粉末;
S2、添加定量原料:在冷等静压机的成型模具中自下而上依次铺设定量的氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇粉末,在成型模具中形成上层为氧化钇粉末、过渡层为过渡混合粉末以及下层为氧化铝粉末的原料布置;过渡混合粉末为氧化铝粉末和氧化钇粉末的混合物;
S3、重复n次步骤S2,直到原料填充满整个成型模具;其中,n≥0;
S4、将填料后的成型模具放入冷等静压机中进行冷等静压成型,得到成型陶瓷生坯;
S5、将成型陶瓷生坯通过机加工获得至少一件氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯,并将氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯加工成设计形状,氧化铝部分作为氧化铝基材,以过渡混合粉末作为过渡层,氧化钇部分作为涂层;
S6、将步骤S5中得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯移送至高温烧结炉中进行烧结,随炉自然冷却至室温后得到氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷。
优选地,在所述步骤S2中,氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇粉末的铺设过程,包括如下步骤:
S201、添加氧化铝粉末:将定量氧化铝粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的氧化铝粉末进行震动压实;
S202、添加过渡混合粉末:过渡混合粉末为氧化铝粉末和氧化钇粉末的混合物;在过渡混合粉末中,氧化铝粉末和氧化钇粉末的质量比m为(3-7):(7-3);将过渡混合粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的过渡混合粉末进行震动压实形成过渡层;
S203、添加氧化钇粉末:将定量氧化钇粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的氧化铝粉末进行震动压实。
优选地,在所述步骤S202中,成型模具上靠近其上下两端处分别设置有刻度一和刻度二,过渡层位于成型模具的刻度一和刻度二之间。
优选地,在所述步骤S202中,过渡层的厚度为1mm。
优选地,在所述步骤4中,冷等静压的压力为120MPa,保压时间为30s。
优选地,在所述步骤1中,氧化铝粉末的平均粒径为57μm,氧化钇粉末的平均粒径38μm。
优选地,在所述步骤5中,当n=0时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为1;当n=1时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为2;当n=2时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为3;······当n=n时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为n+1。
优选地,在所述步骤6中,高温烧结炉的烧结过程,包括如下步骤:
S601:升温速率为200℃/h,升温至300℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至400℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至500℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至1650℃,保温时间2h;在300℃至500℃时,氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯在炉内进行排胶,即将氧化钇造粒粉和氧化铝造粒粉中的粘结剂分解排出;
S602:降温速率为2℃/min,从1650℃降温至1000℃,然后随炉自然冷却至室温。
进一步地,本发明提供了如前所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法制备得到的氧化钇-氧化铝复合陶瓷。
本发明制备的氧化钇-氧化铝复合陶瓷具备优异的结合强度,满足氧化铝陶瓷零部件的应用需求,特别是作为氧化铝陶瓷零部件在刻蚀机内腔工作的使用需求。
此外,本发明还提供了如前所述的氧化钇-氧化铝复合陶瓷在刻蚀机内腔作为氧化铝陶瓷零部件的应用。
本发明具有如下的有益效果:
该技术方案提供一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷及其制备方法与应用,在冷等静压机的成型模具中自下而上依次铺设定量的氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇粉末,然后采用冷等静压工艺对成型模具中的粉末原料进行均匀加压,粉末原料体积压缩并排出气孔,得到组织结构均匀、高密度的成型陶瓷生坯;再将成型陶瓷生坯通过机加工后成设计形状后进行烧结,进一步提高强度,获得以氧化铝部分作为氧化铝基材、过渡混合粉末作为过渡层以及氧化钇部分作为涂层的复合陶瓷,该复合陶瓷的过渡层为氧化铝粉末和氧化钇粉末的混合物,过渡层能够减小氧化钇与氧化铝结合界面的间隙,使界面无缝衔接,更加致密;此外,过渡层中氧化铝粉末与氧化钇粉末均匀混合,颗粒相互嵌入,显著地提高了材料间的机械锁结,结合力更强;解决了现有技术中氧化钇耐刻蚀防护涂层结合力差、易剥落的问题,同时加强了对氧化铝基材的保护功能。
附图说明
为了更清楚地说明本公开的具体实施方式,下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明冷等静压机中成型模具的结构示意图;
图2为本发明的陶瓷生坯图;
图3为本发明烧结后的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷图;
图4为本发明实施例1制备的氧化钇-氧化铝复合陶瓷中氧化钇涂层与过渡层的界面形貌图;
图5为本发明实施例1制备的氧化钇-氧化铝复合陶瓷中氧化铝基材与过渡层的界面形貌图;
图6为本发明实施例1制备的氧化钇-氧化铝复合陶瓷中过渡层的界面形貌图。
具体实施方式
下面将结合附图对本公开技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本公开的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本公开的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例1-3中提供的一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备过程的具体参数如表1所示。
一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,包括:
S1、原料选择:采用氧化铝粉末和氧化钇粉末;其中氧化铝粉末选用粒径为2-90μm的商用氧化铝造粒粉,其平均粒径57μm;氧化钇粉末选用粒径为21-64μm的商用氧化钇造粒粉,其平均粒径38μm;
S2、添加定量原料:在冷等静压机的成型模具中自下而上依次铺设定量的氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇粉末,在成型模具中形成上层为氧化钇粉末、过渡层为过渡混合粉末以及下层为氧化铝粉末的原料布置;氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇粉末的铺设过程如下:
S201、添加氧化铝粉末:将定量氧化铝粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的氧化铝粉末进行震动压实;
S202、添加过渡混合粉末:过渡混合粉末为氧化铝粉末和氧化钇粉末的混合物;在过渡混合粉末中,氧化铝粉末和氧化钇粉末的质量比m为(3-7):(7-3),即氧化铝粉末和氧化钇粉末的质量比m为0.429-2.333;将过渡混合粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的过渡混合粉末进行震动压实形成过渡层;过渡层的厚度为1mm;成型模具上靠近其上下两端处分别设置有刻度一和刻度二,过渡层位于成型模具的刻度一和刻度二之间;如图1所示;
S203、添加氧化钇粉末:将定量氧化钇粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的氧化铝粉末进行震动压实;
S3、重复n次步骤S2,直到原料填充满整个成型模具;其中,n≥0;
S4、将填料后的成型模具放入冷等静压机中进行冷等静压成型;冷等静压的压力为120MPa,保压时间为30s,得到成型陶瓷生坯;如图2所示;采用冷等静压工艺对成型模具中的粉末原料进行均匀加压,粉末原料体积压缩并排出气孔,可以得到组织结构均匀、高密度的成型陶瓷生坯;
S5、将成型陶瓷生坯通过机加工获得至少一件氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯,并将氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯加工成设计形状,氧化铝部分作为氧化铝基材,以过渡混合粉末作为过渡层,氧化钇部分作为涂层;当n=0时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为1;当n=1时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为2;当n=2时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为3;······当n=n时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为n+1;
S6、将步骤S5中得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯移送至高温烧结炉中进行烧结,随炉自然冷却至室温后得到氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷;如图3所示,由于氧化钇在烧结过程中收缩过大,可以发现烧结后氧化钇呈锥形;其中,高温烧结炉的烧结过程,包括如下步骤:
S601:升温速率为200℃/h,升温至300℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至400℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至500℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至1650℃,保温时间2h;在300℃至500℃时,氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯在炉内进行排胶,即将氧化钇造粒粉和氧化铝造粒粉中的粘结剂分解排出;
S602:降温速率为2℃/min,从1650℃降温至1000℃,然后随炉自然冷却至室温。
其中,步骤S2中分别对氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇造粉末进行定量添加,这里的“定量”是指技术人员根据后续冷等静压成型、生坯机加工以及烧结等工序设计出的原料添加量,这里的“定量”是可以通过技术人员根据不同的产品对原料添加量进行调整,最终确保通过生坯机加工以及烧结工序后,可以获得所需的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷。例如,在一实施方式中,先将定量氧化铝粉末加入冷等静压机的成型模具中,氧化铝粉末的添加体积与成型模具内腔的体积之比为1:2,对成型模具中的氧化铝粉末进行震动压实;再将过渡混合粉末加入冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的过渡混合粉末进行震动压实,震动压实后的过渡混合粉末形成的过渡层厚度为1mm;然后将定量氧化钇粉末加入冷等静压机的成型模具中,使氧化钇粉末填充满成型模具的剩余体积,对成型模具中的氧化钇粉末进行震动压实;将填料后的成型模具放入冷等静压机中进行冷等静压成型,制得成型陶瓷生坯;随后,将成型陶瓷生坯机加工成设计形状,获得氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯,即氧化铝部分作为氧化铝基材,以过渡混合粉末作为过渡层,氧化钇部分作为涂层。当然,这种实施方式只是一种获得1件氧化钇-氧化铝复合陶瓷生坯的示例,技术人员也可以根据产品的实际形状和用料比例合理调整原料添加量,以在冷等静压成型后获得1件或者多件氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯。
在制备氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷过程中,过渡层需要位于成型模具的刻度一和刻度二之间,若过渡层位于成型模具上的刻度一和刻度二之外,会导致下层的氧化铝粉末的添加量较小或者上层的氧化钇粉末的添加量较小,不能单独机加工出一个氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯,且这种情况下使得氧化钇和氧化铝之间结合强度交差;因此,过渡层需要位于成型模具的刻度一和刻度二之间。
对比例1
对比例1作为空白对照组,其制备工艺与实施例1-3的制备工艺相同,不一样的是对比例1未添加过渡混合粉末,即在下层氧化铝粉末和上层氧化钇粉末之间未添加实施例1-3所述的过渡层。
性能测试见表1。
测试标准:
(1)结合强度按照ASTMC1583/D4541/D7234/D7522,ISO4624/16276-1,E N1542/12004-2,AS/NZS1580.408.标准执行,测试氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷中氧化铝基材和氧化钇涂层之间的结合强度(P)。
表1
由实施例1-3对比可知,在制备过渡混合粉末时,当氧化铝粉末和氧化钇粉末的质量比m由3:7逐步调整至1:1时,最终制备的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷中氧化铝基材和氧化钇涂层之间的结合强度逐步提高;当氧化铝粉末和氧化钇粉末的质量比m由1:1逐步调整至7:3时,最终制备的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷中氧化铝基材和氧化钇涂层之间的结合强度逐步降低;呈现出随着m的逐渐增大,结合强度先增高再降低。具体地,氧化钇粉末和氧化铝粉末按照一定比例在高温下烧结,通过氧化物之间的固相反应形成具有高机械强度以及物化性质稳定的钇铝石榴石(Y3Al5O12),氧化钇(Y2O3)的相对分子质量为225.81,氧化铝(Al2O3)的相对分子质量为101.96;形成钇铝石榴石的氧化钇与氧化铝的相对分子质量比为:225.81×3:101.96×5=677.43:509.8=1.3:1;因此,氧化铝粉末和氧化钇粉末的质量比m为1:1时,最接近1.3:1;尽管在本技术方案的工艺条件下,过渡混合粉末无法形成钇铝石榴石晶体,但氧化铝颗粒与氧化钇颗粒接触的嵌合部分会形成晶界,其形成的机械锁结更紧密,且该比例下形成的嵌合点数量更多,从而结合力更好;而当质量比m为7:3或3:7时,过渡混合粉末嵌合点数量减少,结合力也相应变小。机械锁结是指利用两种或多种材料间表面的凹凸或形状匹配形成的键合力实现复合材料的连接;是考虑两相或者多相结合界面上的机械物理作用,界面的强度主要取决于表面锁结点的多少,即表面粗糙度和材料的剪切屈服强度。
值得注意的是,由实施例1-3和对比例1对比可知,本技术方案制备的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的结合强度明显优于未添加过渡混合粉末形成过渡层通过该工艺制备的氧化钇涂层的结合强度,且远远超过了现有技术制备的氧化钇涂层的结合强度(即通过等离子喷涂工艺在氧化铝基材上制备氧化钇涂层,其结合强度为11.7MPa),这为氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷在刻蚀机内作为相关氧化铝陶瓷零部件的应用奠定了基础。
如图4所示,为实施例1制备的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷中氧化钇涂层与过渡层的界面形貌图,可发现氧化钇涂层与过渡层中的氧化钇成分连成一片,且在氧化钇涂层与过渡层的交界处以及过渡层中出现了大量的氧化铝成分的嵌合点。如图5所示,为实施例1制备的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷中氧化铝基材与过渡层的界面形貌图,可发现氧化铝基材与过渡层存在明显的分界面,氧化铝基材与过渡层中部分的氧化铝成分相连,同时在氧化铝基材侧出现了大量的氧化钇成分的嵌合点,氧化铝基材侧的部分氧化钇成分的嵌合点与过渡层中的氧化钇成分相连。如图6所示,为实施例1制备的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷中过渡层的形貌图,可发现氧化铝成分呈不规则的点状无序地嵌合在氧化钇成分内,同时部分不同点位的氧化铝成分呈相连状态。
综上,通过在在氧化铝基材和氧化钇涂层之间设置过渡层,且过渡层由氧化铝粉末和氧化钇粉末按一定比例的混合组成,制备的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷中过渡层中的部分氧化铝成分与氧化铝基材相连,过渡层中部分氧化钇成分呈不规则的点状且无序地嵌合在氧化铝基材内;过渡层中大量的氧化铝成分呈不规则的点状且无序地嵌合在过渡层中的氧化钇成分内,部分不同点位的氧化铝成分也呈相连状态,过渡层中的氧化钇成分与氧化钇涂层连成一片;正是由于过渡层的添加,使得氧化钇涂层与氧化铝基材通过过渡层紧密连接在一起,以提高氧化钇涂层与氧化铝基材之间的结合强度。如表1所示,实施例1制备的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的结合强度达到了32.97MPa,表明在氧化钇涂层、过渡层和氧化铝基材中的上述嵌合现象有效地提高了氧化钇-氧化铝复合陶瓷的结合强度。
以上实施例仅用以说明本公开的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本公开的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、原料选择:采用氧化铝粉末和氧化钇粉末;
S2、添加定量原料:在冷等静压机的成型模具中自下而上依次铺设定量的氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇粉末,在成型模具中形成上层为氧化钇粉末、过渡层为过渡混合粉末以及下层为氧化铝粉末的原料布置;过渡混合粉末为氧化铝粉末和氧化钇粉末的混合物;
S3、重复n次步骤S2,直到原料填充满整个成型模具;其中,n≥0;
S4、将填料后的成型模具放入冷等静压机中进行冷等静压成型,得到成型陶瓷生坯;
S5、将成型陶瓷生坯通过机加工获得至少一件氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯,并将氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯加工成设计形状,氧化铝部分作为氧化铝基材,以过渡混合粉末作为过渡层,氧化钇部分作为涂层;
S6、将步骤S5中得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯移送至高温烧结炉中进行烧结,随炉自然冷却至室温后得到氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷。
2.根据权利要求1所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,其特征在于:
在所述步骤S2中,氧化铝粉末、过渡混合粉末和氧化钇粉末的铺设过程,包括如下步骤:
S201、添加氧化铝粉末:将定量氧化铝粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的氧化铝粉末进行震动压实;
S202、添加过渡混合粉末:过渡混合粉末为氧化铝粉末和氧化钇粉末的混合物;在过渡混合粉末中,氧化铝粉末和氧化钇粉末的质量比m为(3-7):(7-3);将过渡混合粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的过渡混合粉末进行震动压实形成过渡层;
S203、添加氧化钇粉末:将定量氧化钇粉末添加至冷等静压机的成型模具中,对成型模具中的氧化铝粉末进行震动压实。
3.根据权利要求1所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,其特征在于:
在所述步骤S202中,成型模具上靠近其上下两端处分别设置有刻度一和刻度二,过渡层位于成型模具的刻度一和刻度二之间。
4.根据权利要求1所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,其特征在于:
在所述步骤S202中,过渡层的厚度为1mm。
5.根据权利要求1所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,其特征在于:
在所述步骤4中,冷等静压的压力为120MPa,保压时间为30s。
6.根据权利要求1所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,其特征在于:
在所述步骤1中,氧化铝粉末的平均粒径为57μm,氧化钇粉末的平均粒径38μm。
7.根据权利要求1所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,其特征在于:
在所述步骤5中,当n=0时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为1;当n=1时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为2;当n=2时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为3;······当n=n时,得到的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯数量为n+1。
8.根据权利要求1所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法,其特征在于:
在所述步骤6中,高温烧结炉的烧结过程,包括如下步骤:
S601:升温速率为200℃/h,升温至300℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至400℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至500℃,保温时间2h;再以200℃/h的升温速率升温至1650℃,保温时间2h;在300℃至500℃时,氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷生坯在炉内进行排胶,即将氧化钇造粒粉和氧化铝造粒粉中的粘结剂分解排出;
S602:降温速率为2℃/min,从1650℃降温至1000℃,然后随炉自然冷却至室温。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的氧化钇-氧化铝过渡层复合陶瓷的制备方法制备得到的氧化钇-氧化铝复合陶瓷。
10.一种如权利要求9所述的氧化钇-氧化铝复合陶瓷在刻蚀机内腔作为氧化铝陶瓷零部件的应用。
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