[发明专利]氧化铝陶瓷基片的表面合金化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝陶瓷基片表面的处理工艺，尤其涉及一种利用气相沉积在工艺氧化铝陶瓷基片表面的合金化处理工艺。

背景技术

氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al₂O₃)为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。为了增强氧化铝陶瓷，显著提高其力学强度，可对其表面做一些特别的处理，如国外新推一种氧化铝陶瓷强化工艺。该工艺新颖简单，所采取的技术手段是在氧化铝陶瓷表面，采用电子射线真空镀膜、溅射真空镀膜或化学气相蒸镀方法，镀上一层硅化合物薄膜，在1200℃～1580℃的加热处理，使氧化铝陶瓷钢化，从而获得具有特殊功能的新材料。

而化学气相沉积也是一种用于制备多种形式固体薄膜材料的常用方法。固体薄膜的形成原理和制备方法已有不少报道，薄膜的特性及应用研究倍受人们重视。开发具有新功能的合金膜也是一个热点，其关键是研究合金膜的成分、设计、工艺稳定性及具有的功能特征。

如CN 101326305A公开了一种通过化学气相沉积(CVD)法来沉积形状记忆或超弹性薄膜的方法。该方法包括以下步骤：a.提供基材，该基材适合在其上沉积形状记忆或超弹性金属合金；b.使包含第一金属原子的第一气体物质流入所述真空反应器；c.使包含第二金属原子的第二气体物质流入所述真空反应器；d.其中所述基材温度和反应器内的真空压力以一种方式加以控制，从而允许所述 第一气体物质和第二气体物质从气相解离入固相，并允许由来自所述第一气体物质的第一金属物质和来自所述第二气体物质的第二金属物质共沉积在加热的基材上，从而在所述基材上形成所述第一金属物质和所述第二金属物质的形状记忆合金膜。

CN 101337193A公开了一种对贵金属催化剂表面纳米化改性的方法，是在铂丝(或铂网、铂片、金丝、金片、钯丝等,或其合金)表面通过化学或电化学沉积的方法沉积一定厚度的相对活泼金属(如铜，银，镍，铝等)，在还原性气氛保护下退火，使活泼金属和铂(或金、钯等，或其合金)之间相互扩散形成一定厚度的合金，在适当的条件下把合金中的和外面没有形成合金的活泼金属腐蚀掉，形成表面多孔结构。

化学气相沉积法对金属表面的改性是一种较有效的方法，为了进一步扩大该方法应用的范围，发明人进行了一系列的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化铝陶瓷基片的表面合金化工艺。本发明的工艺以羰基金属为源,采用冷壁式反应器进行气相沉积，制备功能膜。与激光表面合金化相比，本发明实现了多组元共沉积，所形成的表面合金膜组分均匀，结构稳定。

本发明所提供的氧化铝陶瓷基片的表面合金化工艺，包括如下步骤：

一种氧化铝陶瓷基片的表面合金化工艺，包括如下步骤：

(1)清洗基片，干燥；

(2)将基片放入抽真空的气相沉积设备中，加热下通入Fe(CO)₅和Cr(CO)₆的饱和蒸汽，沉积，保温；

(3)热扩散退火。 

本发明以羰基金属为源,采用冷壁式反应器进行气相沉积，制备功能膜。与激光表面合金化相比，物源能在较低温度下分解，并可在热敏感的基片上进行沉积，也易于实施多组元共沉积，所形成的表面合金膜组分均匀，结构稳定。由于它是以原子、原子团或分子在晶核上的堆积过程，因而与基底有很强的结合力，具有优良的力学和电学性能，是一类具有超微粒结构的多晶膜。此膜改变了基材表面的化学成分和显微结构，提高了材料的表面性能，作为表面改性的新技术，可广泛用于许多重要的技术领域。

作为优选技术方案，本发明所述的合金化工艺，步骤(1)中的清洗为先将基片进行化学去污，然后超声波清洗。

作为优选技术方案，本发明所述的合金化工艺，步骤(2)中气相沉积设备反应室的真空为10-25Pa，例如为12Pa、15Pa、19Pa、24Pa等，加热的温度为250-350℃，例如为255℃、263℃、270℃、281℃、290℃、300℃、310℃、330℃、345℃等，优选为280℃。