[发明专利]一种在石墨模板上大面积沉积碳化硅薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种在石墨模板上大面积沉积碳化硅薄膜的制备方法，首先将氮化硅粉末和碳化硅粉末按照适当比例混合，添加无水乙醇在研砵中研磨，经清洗、干燥后将粉体装入匣钵中真空烧结，烧结温度为1900℃以上，保温时间为1h。本发明方法涉及的条件可控、操作简便、反应条件温和，所得碳化硅薄膜面积大且具有优异的稳定性，使得石墨模具寿命大大提高，为玻璃加热石墨模板改性技术提供了一条新途径，具有重要的经济和工程价值。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种在石墨模板上大面积沉积碳化硅薄膜的制备方法。

背景技术

随着柔性AMOLED、5G时代的来临，3D曲面造型及玻璃材质将成为手机的标准配置。3D曲面屏能够改善用户视觉体验，使视角更加广，有一定的立体效果，画面更加3D。

手机3D玻璃生产加工工艺的流程主要包括：工程→开料开孔→精雕→研磨→清洗→热弯→抛光→检测→钢化→开模→UV转印→镀膜(PVD)→印刷(丝印/喷涂)→镭雕→检包→贴合→包装等，工艺流程长，品质要求高，而良率低。3D玻璃热弯成型是将玻璃加热到特定温度软化，采用特定形状的，模具复制得到所需3D形态玻璃的成型工艺。热弯工艺是3D玻璃制程中最核心的工艺之一，也是难点之一。随着蓝思、伯恩、星星科技、比亚迪等企业在3D曲面玻璃加工设备及技术的持续投入，为3D玻璃相关设备及材料企带来5到10年的黄金发展期，市场容量达到1000亿元，仅3D曲面关键设备之一暨热弯机的缺口就在10000台左右，市场价值100亿元。

由于石墨材料具有优异的导热性、耐高温性，且线膨胀系数低、热稳定性能及抗加热冲击性好、化学稳定性好、不易受熔融玻璃的浸润且不会改变玻璃的成分，是玻璃高温热弯模板的理想材料。但是石墨在高温加热生成曲面玻璃的过程中，其表面容易被氧化，生成一氧化碳和二氧化碳，造成模板在使用的过程中尺寸会慢慢变小，从而使得生产的曲面玻璃尺寸不合格、曲面玻璃表面受损，降低了曲面玻璃的合格率。近年来，制备碳化硅薄膜常采用化学气相沉积法，制得的薄膜质量好，但该方法在大块石墨上沉积碳化硅薄膜存在一定的局限性，且沉积速度缓慢。本实验通过真空蒸发法烧结氮化硅和碳化硅粉末，能够在石墨上大面积沉积稳定、均匀的碳化硅薄膜。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供了一种在石墨模板上大面积沉积碳化硅薄膜的制备方法，本发明该方法涉及的反应条件易控制、操作简便，所得模板具有优异的稳定性，寿命大大提高。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种在石墨模板上大面积沉积碳化硅薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将氮化硅粉末和碳化硅粉末按比例混合；

2)将步骤1)处理所得粉体中加入无水乙醇清洗、干燥；

3)将步骤2)处理所得粉体装入匣钵，盖上石墨基片，进行真空烧结，得到沉积了碳化硅薄膜的石墨基片。

进一步的，所述氮化硅和所述碳化硅粉体的粒径为0.4～0.6μm。

进一步的，其特征在于，所述氮化硅粉体和所述碳化硅粉体质量比的范围为1：0.11～1：0.25。

进一步的，其特征在于，所述真空烧结的烧结条件为氩气氛围，常压烧结。

进一步的，步骤3)中，还包括在烧结温度为1950～2100℃，保温0.5～1.5h，得到所述石墨基片。

进一步的，所述石墨基片上沉积的碳化硅薄膜膜厚为100μm～300μm。

本发明的有益效果在于：

1)所得高强度的石墨模板面积大，能应用于玻璃成型、热压成型、烧结成型等多种工艺过程中。

2)采用的原料简单易得，有利于降低成本，涉及的处理步骤简便，操作性强，反应条件可控，具有巨大的工程价值；