发明公布-202511613341.0-一种基于低压注射成型制备高纯碳化硅零部件的方法
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<p>以下内容整理自《发明公布-202511613341.0-一种基于低压注射成型制备高纯碳化硅零部件的方法.pdf》</p>
</blockquote><p>(19)国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 121044908 A</p>
<p>(43)申请公布日 2025.12.02</p>
<p>(21)申请号 202511613341 .0</p>
<p>(22)申请日 2025 .11 .06</p>
<p>(71)申请人 沈阳星光新材料有限公司</p>
<p>地址 110326 辽宁省沈阳市新民市胡台新</p>
<p>城繁荣六路42号</p>
<p>(72)发明人 任云 刘长春 邢钢 任江</p>
<p>李晓勇 刘超 代伟凡 张家珣</p>
<p>(74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569</p>
<p>专利代理师 吴若楠</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>C04B 35/565 (2006 .01)</p>
<p>C04B 35/622 (2006 .01)</p>
<p>CN 121044908 A</p>
<p>权利要求书2页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种基于低压注射成型制备高纯碳化硅零</p>
<p>部件的方法</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明提供了一种基于低压注射成型制备</p>
<p>高纯碳化硅零部件的方法，属于碳化硅材料制备</p>
<p>技术领域。</p>
<p>本发明将蜡料、</p>
<p>分散剂、</p>
<p>增强剂与纯度</p>
<p>≥99 .995wt%的碳化硅粉体置于搅拌机中进行搅</p>
<p>拌混合，将所得混合浆料置于低压注射成型机</p>
<p>中，在加热与加压条件下将所述混合浆料注入低</p>
<p>压注射成型模具中进行成型处理，脱模，将所得</p>
<p>成型坯体进行排胶脱蜡处理，将所得排胶脱蜡坯</p>
<p>体置于纯化石墨窑具中，将盛放有所述排胶脱蜡</p>
<p>坯体的纯化石墨窑具置于纯化高温电阻炉中进</p>
<p>行烧结，得到所述高纯碳化硅零部件。本发明在</p>
<p>配料、成型处理、排胶脱蜡处理以及烧结的过程</p>
<p>中，杜绝期间所有可能引入金属杂质的环节，能</p>
<p>够制备得到纯度≥99 .99wt%的高纯碳化硅零部</p>
<p>说明书12页</p>
<p>附图5页</p>
<p>CN 121044908 A</p>
<p>1/2 页</p>
<p>1 .一种基于低压注射成型制备高纯碳化硅零部件的方法，其特征在于，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>将蜡料、分散剂、增强剂与纯度≥99 .995wt%的碳化硅粉体置于搅拌机中进行搅拌混</p>
<p>得到混合浆料；</p>
<p>将所述混合浆料置于低压注射成型机中，在加热与加压条件下注入低压注射成型模具</p>
<p>中进行成型处理，</p>
<p>脱模得到成型坯体；</p>
<p>将所述成型坯体进行排胶脱蜡处理，</p>
<p>得到排胶脱蜡坯体；</p>
<p>将所述排胶脱蜡坯体置于纯化石墨窑具中，将盛放有所述排胶脱蜡坯体的纯化石墨窑</p>
<p>具置于纯化高温电阻炉中进行烧结，</p>
<p>得到纯度≥99 .99wt%的高纯碳化硅零部件；</p>
<p>所述搅拌机中与混合浆料接触部件的材质、</p>
<p>低压注射成型机中与混合浆料接触部件的</p>
<p>材质以及低压注射成型模具的材质均为反应烧结碳化硅；所述纯化高温电阻炉与纯化石墨</p>
<p>窑具分别由高温电阻炉与石墨窑具经纯化处理得到，所述纯化处理包括依次经氮气清理与</p>
<p>氯气清理。</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌机中与混合浆料接触部件包括搅</p>
<p>拌桨、</p>
<p>搅拌桨连接器和搅拌桶；</p>
<p>所述低压注射成型机中与混合浆料接触部件包括浆料桶和升液管；</p>
<p>将所述混合浆料注入低压注射成型模具前还包括：将所述低压注射成型模具与混合浆</p>
<p>料的接触面进行抛光处理。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯化处理的温度为1000~1300℃，所述</p>
<p>纯化处理的循环次数为30~50次，每次纯化处理独立包括：通入纯度≥99 .9999%的氮气至压</p>
<p>力为9 ~ 13kPa，进行氮气清理10 ~ 20min，之后通入纯度≥99 .999%的氯气至压力为74 ~</p>
<p>107kPa，进行氯气清理20~30min；其中，</p>
<p>第1次通入氮气前还包括：抽真空至真空度≤10Pa。</p>
<p>4 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜡料包括石蜡和/或蜂蜡，所述蜡料的</p>
<p>质量为碳化硅粉体质量的5~8%；</p>
<p>所述分散剂包括油酸和/或甘油，所述分散剂的质量为碳化硅粉体质量的2~4%；</p>
<p>所述增强剂包括丙烯酸酯乳液和/或JM‑609增强剂，所述增强剂的质量为碳化硅粉体</p>
<p>质量的0 .5~1%。</p>
<p>5 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化硅粉体由第一种碳化硅粉体与第</p>
<p>二种碳化硅粉体依次经球磨与干燥得到；</p>
<p>所述第一种碳化硅粉体的纯度≥99 .995wt%，粒径D50=2~3μm；所述第二种碳化硅粉体</p>
<p>的纯度≥99 .995wt%，粒径D50=100~120μm；所述第一种碳化硅粉体与第二种碳化硅粉体的</p>
<p>质量比为1~1 .2:1；</p>
<p>所述球磨所用球磨机为涂有聚氨酯内衬的球磨机，所述球磨所用磨球为聚氨酯球；所</p>
<p>述球磨的条件包括：</p>
<p>球料比为1~1 .5:1，转速为200~300rpm，</p>
<p>时间为5~8h；</p>
<p>所述干燥包括：将球磨后所得混合粉体置于重结晶碳化硅匣钵中，将盛放有所述混合</p>
<p>粉体的重结晶碳化硅匣钵进行烘干。</p>
<p>6 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌混合包括：将蜡料、分散剂与增强</p>
<p>剂置于搅拌机中进行第一轮搅拌混合，得到蜡浆；向盛放有所述蜡浆的搅拌机中加入所述</p>
<p>碳化硅粉体进行第二轮搅拌混合。</p>
<p>7 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低压注射成型机的料筒温度为60~ 80</p>
<p>CN 121044908 A</p>
<p>2/2 页</p>
<p>℃，出料口温度为50~ 70℃；将所述混合浆料注入低压注射成型模具中的注射压力为0 .6~</p>
<p>0 .8MPa，保压时间为10~30s。</p>
<p>8 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排胶脱蜡处理包括：将所述成型坯体</p>
<p>包埋于纯度≥99 .9999wt%的炭黑内并置于重结晶碳化硅匣钵中，将盛放有所述成型坯体以</p>
<p>及炭黑的重结晶碳化硅匣钵置于排胶脱蜡炉中，</p>
<p>依次进行第一次排胶脱蜡处理与第二次排</p>
<p>胶脱蜡处理；所述第一次排胶脱蜡处理的温度为65~90℃，保温时间为1~2h；所述第二次排</p>
<p>胶脱蜡处理的温度为100~150℃，保温时间为12~20h。</p>
<p>9 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烧结的温度为2200~2400℃，保温时间</p>
<p>为2~4h。</p>
<p>10 .根据权利要求1~ 9任一项所述的方法，其特征在于，所述高纯碳化硅零部件的非机</p>
<p>加面粗糙度Ra≤6 .4μm。</p>
<p>CN 121044908 A</p>
<p>1/12 页</p>
<p>一种基于低压注射成型制备高纯碳化硅零部件的方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明涉及碳化硅材料制备技术领域，</p>
<p>尤其涉及一种基于低压注射成型制备高纯</p>
<p>碳化硅零部件的方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 碳化硅具有化学性能稳定、</p>
<p>导热系数高、</p>
<p>热膨胀系数小以及耐磨性能好的特点，广</p>
<p>泛用于磨料、</p>
<p>耐火材料或功能陶瓷材料等。在半导体制造领域中，立式炉、扩散炉等是实现</p>
<p>半导体材料高温热处理的重要设备，其中碳化硅陶瓷部件为立式炉、扩散炉等热场中的关</p>
<p>键部件，碳化硅陶瓷部件结构复杂，尺寸大，且对其精度以及材质要求（纯度≥99 .99wt%）极</p>
<p>[0003] 相关技术中制备碳化硅材料采用的设备通常为碳钢材质，</p>
<p>在此基础上制备的碳化</p>
<p>硅材料杂质含量高、</p>
<p>纯度不满足要求。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0004] 本发明的目的在于提供一种基于低压注射成型制备高纯碳化硅零部件的方法，</p>
<p>用本发明方法能够制备得到纯度≥99 .99wt%的高纯碳化硅零部件，</p>
<p>适用于半导体领域。</p>
<p>[0005] 为了实现上述发明目的，</p>
<p>本发明提供以下技术方案：</p>
<p>本发明提供了一种基于低压注射成型制备高纯碳化硅零部件的方法，包括以下步</p>
<p>将蜡料、</p>
<p>分散剂、</p>
<p>增强剂与纯度≥99 .995wt%的碳化硅粉体置于搅拌机中进行搅拌</p>
<p>混合，</p>
<p>得到混合浆料；</p>
<p>将所述混合浆料置于低压注射成型机中，在加热与加压条件下注入低压注射成型</p>
<p>模具中进行成型处理，</p>
<p>脱模得到成型坯体；</p>
<p>将所述成型坯体进行排胶脱蜡处理，</p>
<p>得到排胶脱蜡坯体；</p>
<p>将所述排胶脱蜡坯体置于纯化石墨窑具中，将盛放有所述排胶脱蜡坯体的纯化石</p>
<p>墨窑具置于纯化高温电阻炉中进行烧结，</p>
<p>得到纯度≥99 .99wt%的高纯碳化硅零部件；</p>
<p>所述搅拌机中与混合浆料接触部件的材质、</p>
<p>低压注射成型机中与混合浆料接触部</p>
<p>件的材质以及低压注射成型模具的材质均为反应烧结碳化硅；所述纯化高温电阻炉与纯化</p>
<p>石墨窑具分别由高温电阻炉与石墨窑具经纯化处理得到，所述纯化处理包括依次经氮气清</p>
<p>理与氯气清理。</p>
<p>[0006] 优选地，</p>
<p>所述搅拌机中与混合浆料接触部件包括搅拌桨、</p>
<p>搅拌桨连接器和搅拌桶；</p>
<p>所述低压注射成型机中与混合浆料接触部件包括浆料桶和升液管；</p>
<p>将所述混合浆料注入低压注射成型模具前还包括：将所述低压注射成型模具与混</p>
<p>合浆料的接触面进行抛光处理。</p>
<p>[0007] 优选地，</p>
<p>所述纯</p><hr>
<p>还有什么补充参数吗？一起完善。</p>