[发明专利]制备热解氮化硼的供气系统及其供气方法

说明书

本发明提供了一种制备热解氮化硼的供气系统及其供气方法，所述供气系统包括炉体、多个三氯化硼供气瓶、多个氨气供气瓶以及保护气供气瓶组。炉体具有第一进气口和第二进气口。所述多个三氯化硼供气瓶以并联方式连通于第一进气口。所述多个氨气供气瓶以并联方式连通于第二进气口。保护气供气瓶组连通于第一干路管道、第一支路管道、第二干路管道以及第二支路管道。由于多个三氯化硼供气瓶和多个氨气供气瓶均以并联方式设置，由此保证了稳定、安全、连续的供气；且在进行化学气相沉积前后，都可利用保护气供气瓶组对管道进行吹扫，从而防止了具有氧化性功能的气体影响化学气相沉积反应以及气体残留腐蚀管道，由此提高了热解氮化硼制品的质量。

技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种制备热解氮化硼的供气系统及其供气方法。

背景技术

化学气相沉积技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。热解氮化硼的制备是采用化学气相沉积技术，将高纯的原料气体BCl3、NH3和载气(如N2)按一定比例通入化学气相沉积炉内，反应室的温度高达2000℃，并按以下化学方程式进行：BCl3+NH3＝BN+3HCl。其中，生成的BN在基底上积累堆积，形成所需制品，脱模后即可获得。

热解氮化硼材料的化学气相沉积既简单又复杂，设备简单，原理简单，操作简单，但工艺的影响因素复杂，如进气方式、进气的稳定性等均会对气相沉积产生影响，从而影响获得的热解氮化硼制品的质量。

为了取得好的沉积效果，必须对气体进料的流量和压力进行精密控制，保证炉内沉积气流稳定。如若气流波动较大，化学气相沉积反应不稳定，导致沉积速度不稳定，涂层不均匀，涂层材料的结合性不好。

同时，所用的原料气体中，BCl3极易水解且呈酸性，如若管路内有一定残留，在拆解管道过程中一旦与空气接触，则对气体管道设备会有一定的腐蚀性，不但影响管道的使用寿命，腐蚀生锈生成的杂质也容易通过气流带入气相沉积炉内，从而影响热解氮化硼制品的质量。另一种原料气体NH3则显碱性，具有强烈的刺激性，对管道也有一定的腐蚀性。同时以上两种原料气体人体吸入均有一定程度的健康危害，也不允许直接向大气排放。

另外，原料气体在使用过程中会有偶发的气体钢瓶气压不足，无法出气，或泄露等各种问题，易出现原料不足的情况。并且，由于炉体反应温度极高，炉内绝大部分设备材质为石墨，则在更换气瓶过程中容易导致具有氧化性功能的气体进入炉内，从而影响炉内热解氮化硼制品的质量。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制备热解氮化硼的供气系统及其供气方法，其能实现稳定、安全、连续的供气，从而保证了供气的稳定性，进而极大地提高了热解氮化硼制品的质量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种制备热解氮化硼的供气系统，其包括炉体、多个三氯化硼供气瓶、多个氨气供气瓶以及保护气供气瓶组。所述炉体具有第一进气口和第二进气口。各三氯化硼供气瓶内置有三氯化硼，且所述多个三氯化硼供气瓶以并联方式连通于第一进气口。各氨气供气瓶内置有氨气，且所述多个氨气供气瓶以并联方式连通于第二进气口。所述保护气供气瓶组内置有保护气，且所述保护气供气瓶组连通于所述多个三氯化硼供气瓶与第一进气口之间的第一干路管道、各三氯化硼供气瓶与第一进气口之间的第一支路管道、所述多个氨气供气瓶与第二进气口之间的第二干路管道以及各氨气供气瓶与第二进气口之间的第二支路管道。

在根据一些实施例的制备热解氮化硼的供气系统中，所述保护气供气瓶组包括第一保护气供气瓶和第二保护气供气瓶。第一保护气供气瓶连通于所述多个三氯化硼供气瓶与第一进气口之间的第一干路管道，第二保护气供气瓶连通于各三氯化硼供气瓶与第一进气口之间的第一支路管道、所述多个氨气供气瓶与第二进气口之间的第二干路管道以及各氨气供气瓶与第二进气口之间的第二支路管道。