[发明专利]用于沉积陶瓷膜的方法

权利要求书

1.一种用于在衬底的表面上沉积至少一层金属氧化物结晶陶瓷的方法，所述方法包括下述步骤：

(i)将金属氧化物结晶陶瓷的可溶性盐前体溶液沉积到所述衬底的所述表面上以定义所述表面上的一层所述可溶性盐前体的所述溶液，所述表面选自由下述表面组成的组：金属表面和陶瓷表面；

(ii)干燥所述可溶性盐前体的所述溶液以定义所述表面上的一层所述可溶性盐前体；

(iii)将所述表面上的所述可溶性盐前体加热至150℃到600℃之间的温度以分解所述可溶性盐前体并在所述表面上形成一层金属氧化物；

(iv)重复步骤(i)-(iii)至少另外一次，将所述可溶性盐前体的所述溶液沉积到所述金属氧化物膜上，使得所述表面上的所述金属氧化物膜包括多个金属氧化物层；以及

(v)在500℃-1100℃的温度下，将所述衬底和所述表面上的所述金属氧化物膜一起烧制以使所述金属氧化物膜结晶成结合到所述衬底的所述表面的一层金属氧化物结晶陶瓷，所述至少一层金属氧化物结晶陶瓷的厚度遍布所述衬底的所述表面是可变的，

其中在空气气氛中实施步骤(ii)、(iii)和(v)中的每一个。

2.根据权利要求1所述的方法，其中每一次沉积步骤(i)是对具有10℃-100℃温度的衬底的表面或金属氧化物膜进行的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述衬底的所述表面通常对所述可溶性盐前体是不可渗透的。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述衬底的所述表面通常是不可渗透的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述表面是电解质层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述表面是传导离子电子的混合电解质材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述表面是CGO电解质层。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属氧化物结晶陶瓷选自由下述物质组成的组：掺杂的稳定的氧化锆和稀土氧化物掺杂的二氧化铈。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属氧化物结晶陶瓷选自由下述物质组成的组：氧化钪稳定的氧化锆(ScSZ)、氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、氧化钪二氧化铈共稳定的氧化锆(ScCeSZ)、氧化钪氧化钇共稳定的氧化锆(ScYSZ)、钐掺杂的二氧化铈(SDC)、钆掺杂的二氧化铈(GDC)、镨掺杂的二氧化铈(PDC)和氧化钐-氧化钆掺杂的二氧化铈(SGDC)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可溶性盐前体选自由下述物质组成的组中的至少一种：乙酰丙酮化锆、硝酸钪和硝酸钇、乙酰丙酮化锆和硝酸钆。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中用于所述可溶性盐前体的所述溶剂选自由下述物质组成的组中的至少一种：甲醇、乙醇、丙醇、甲氧基丙醇、丙酮和丁基卡必醇。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，另外包括在步骤(ii)之前，允许沉积到所述表面上的所述溶液静置至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60秒时段的步骤。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述表面上的所述可溶性盐前体的所述层具有选自由下述厚度组成的组的厚度：10nm-999nm、100nm-200nm和约150nm。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在完成步骤(i)-(iv)之后，定义在所述表面上的所述金属氧化物膜具有选自由下述厚度组成的组的厚度：小于100nm、小于400nm、小于600nm和小于1微米。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述沉积的金属氧化物结晶陶瓷层层具有选自由下述厚度组成的组的厚度：100nm-999nm、200nm-800nm、250nm-700nm和400nm-600nm。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属氧化物结晶陶瓷层是至少90％致密的。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属氧化物结晶陶瓷层是不可离子渗透的、电绝缘的和可渗透气体的。