【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料的，具体涉及一种碳化硅材料及其制备方法。
技术介绍
1、化学气相沉积法(cvd)制备的石墨基碳化硅涂层在外延过程中经常发生涂层脱落的问题，可能的原因主要有两方面：一方面是由于碳化硅涂层和石墨基底热膨胀系数的不匹配，不可避免地产生制备温度冷却时形成的贯穿涂层的微裂纹，以及基底与涂层的界面应力较大，进而引发碳化硅涂层脱落；另一方面则是由于cvd法直接在石墨基底上沉积碳化硅涂层，由于沉积速率较快，容易在石墨界面出现空洞等缺陷，导致涂层不连续，这将成为裂纹起始点，为碳化硅涂层脱落埋下隐患。
2、因此，研发一种涂层不易脱落的碳化硅涂层材料具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种碳化硅材料及其制备方法。该碳化硅涂层材料具有梯度分布的碳化硅内涂层，形成梯度界面，减少碳化硅与石墨的界面缺陷，降低涂层开裂和脱落的风险，提高碳化硅涂层的稳定性。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种碳化硅涂层材料，所述碳化硅涂层材料包括碳基底及设置于所述碳基体表面的碳化硅复合涂层，所述碳化硅复合涂层包括至少两层硅含量不同的碳化硅内涂层和至少一层硅含量基本不变的碳化硅外涂层；所述碳化硅复合涂层中，碳化硅内涂层的硅含量沿碳化硅内涂层的生长方向逐渐提高；所述碳化硅内涂层中c/si摩尔比为1:(0.4-1.1)；所述碳化硅外涂层中，c/si摩尔比为1:(0.9-1.1)。
3、本专利技术第二方面提供了一
4、(1)基底预处理：将基底浸入流动溶液中进行喷砂，干燥；
5、(2)包埋法制备碳化硅内涂层：将预处理后的基底埋入混合均匀的碳粉和硅粉中，升温至1800-2200℃，保温1-3h，调节碳粉和硅粉的质量比获得硅含量梯度分布的多层碳化硅内涂层；
6、(3)cvd沉积碳化硅外涂层：将步骤(2)获得的产品放置于化学气相沉积设备中，通入硅碳源气体、载气和稀释气体的混合气体，沉积温度为1200℃-1600℃，沉积压力为7000pa-15000 pa，沉积时间为5h-15h。
7、本专利技术采用上述技术方案具有以下有益效果：
8、(1)本专利技术提供的碳化硅涂层材料，具有梯度分布的碳化硅内涂层，形成梯度界面，减少碳化硅与石墨的界面缺陷，降低涂层开裂和脱落的风险，提高碳化硅涂层的稳定性。
9、(2)本专利技术提供的碳化硅涂层材料，梯度分布的碳化硅内涂层与碳基底的热膨胀系数相差较小，增大了基底与涂层的结合能力。
10、(3)本专利技术提供的碳化硅涂层材料的制备方法，采用包埋法与cvd法结合来制备碳化硅复合涂层，可以提高碳化硅复合涂层与基底之间的结合力，降低涂层开裂和脱落的风险，以及提高碳化硅复合涂层的外部致密度，可以有效提高碳化硅复合涂层的稳定性。
11、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本文中，在没有特别说明的情况下，数据范围均包括端点。
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1.一种碳化硅涂层材料，其特征在于，所述碳化硅涂层材料包括碳基底及设置于所述碳基体表面的碳化硅复合涂层，所述碳化硅复合涂层包括至少两层硅含量不同的碳化硅内涂层和至少一层硅含量基本不变的碳化硅外涂层；
2.根据权利要求1所述的碳化硅涂层材料，其特征在于，所述碳化硅内涂层包括第一碳化硅内涂层、第二碳化硅内涂层和第三碳化硅内涂层；
3.根据权利要求2所述的碳化硅涂层材料，其特征在于，所述第一碳化硅内涂层的厚度为10μm-30μm；
4.根据权利要求1所述的碳化硅涂层材料，其特征在于，所述碳化硅外涂层的厚度为30μm-60μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的碳化硅涂层材料，其特征在于，所述碳基底包括石墨、Cf/C、Cf/SiC、SiCf/C中的至少一种；
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的碳化硅涂层材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，基底预处理的工艺参数包括：溶液流速为2L/min-10L/min，溶液超出基底上表面2mm-10mm，喷嘴距离基
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述碳化硅内涂层包括第一碳化硅内涂层、第二碳化硅内涂层和第三碳化硅内涂层；
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述硅碳源气体选自三氯甲基硅烷、三氯硅烷和四氯硅烷中的至少一种；
10.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述硅碳源气体的流量与所述载气的流量比值为1:(4-20)；
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅涂层材料，其特征在于，所述碳化硅涂层材料包括碳基底及设置于所述碳基体表面的碳化硅复合涂层，所述碳化硅复合涂层包括至少两层硅含量不同的碳化硅内涂层和至少一层硅含量基本不变的碳化硅外涂层；
2.根据权利要求1所述的碳化硅涂层材料，其特征在于，所述碳化硅内涂层包括第一碳化硅内涂层、第二碳化硅内涂层和第三碳化硅内涂层；
3.根据权利要求2所述的碳化硅涂层材料，其特征在于，所述第一碳化硅内涂层的厚度为10μm-30μm；
4.根据权利要求1所述的碳化硅涂层材料，其特征在于，所述碳化硅外涂层的厚度为30μm-60μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的碳化硅涂层材料，其特征在于，所述碳基底包括石墨、cf/c、cf/sic、sicf/c中的至少一种；
6.一种制备权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖家豪，郭勉惠，柴攀，万强，
申请(专利权)人：湖南德智新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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