【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷膜制备，具体涉及一种耐高温特种气体过滤氧化铝陶瓷膜及其制备方法。
技术介绍
1、特种气体过滤陶瓷膜是电子特种气体过滤和纯化的关键材料，在半导体制造过程中扮演着至关重要的角色。这些陶瓷膜必须具有极高的纯度和清洁度，以确保电子特种气体的质量和性能，进而保证半导体器件的质量和可靠性。在半导体制造中，电子特气过滤陶瓷膜的主要功能是去除气体中的微粒、水分和其他潜在污染物。若这些污染物未被有效去除，可能会导致半导体器件性能下降，甚至造成整个生产批次的报废。
2、目前市场上主流的特种气体过滤陶瓷膜主要采用氧化铝作为材质。然而，氧化铝的热膨胀系数较高，不耐温度冲击，且抗热震性能较差，因此在高温或热冲击场景中容易严重开裂，一般仅适用于常温环境(如图1所示)。对于高温环境，通常需要使用虽然过滤精度可能较差但具有良好耐热震性能的材料。这种材质选择上的限制导致了特种气体过滤陶瓷膜在过滤精度和耐温性能之间难以兼顾，严重制约了特种气体过滤氧化铝陶瓷膜的应用范围和市场发展。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种耐高温特种气体过滤氧化铝陶瓷膜及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种耐高温特种气体过滤氧化铝陶瓷膜及其制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将平均粒径为100-800nm的氧化铝陶瓷粉体与浓度为5-10wt％的纳米氧化锆分散液混合后，在10-16mpa且300-350℃的高压水热条件下反应3-5h，
5、(2)将步骤(1)所得的物料烘干后，利用微波加热装置，在520-580℃下进行25-35min一次低温烧结，获得氧化锆包裹氧化铝粉末；
6、(3)将步骤(2)所得的氧化锆包裹氧化铝粉末、平均粒径为0.8-1.2μm的pva、ro水、聚硅氧烷消泡剂和甲基纤维素增稠剂球磨混合均匀；
7、(4)将步骤(3)所得的物料涂覆于耐高温气体过滤碳化硅、堇青石或者氧化铝支撑体上，获得湿坯；
8、(5)将步骤(4)所得的湿坯于室温下阴干，接着烘干，然后于1350-1450℃保温3-5h进行二次高温烧结，获得所述耐高温特种气体过滤氧化铝陶瓷膜。
9、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中，氧化铝陶瓷粉体中的al2o3的纯度＞99.9％，纳米氧化锆中的zro2的纯度＞99.9％。
10、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中的烘干的温度为120℃，时间为4h。
11、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中，氧化锆包裹氧化铝粉末、pva、ro水、聚硅氧烷消泡剂和甲基纤维素增稠剂的比例为20-25wt％:2-2.5wt％:70-77wt％:0.01-0.03wt％:0.99-2.48wt％。
12、进一步优选的，所述步骤(3)中，所述pva的平均粒径为1μm。
13、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(4)中，所述阴干的时间为4h。
14、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(4)中，所述烘干的温度为105℃，时间为2h。
15、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中，氧化铝陶瓷粉体中的al2o3的纯度＞99.9％，纳米氧化锆中的zro2的纯度＞99.9％；所述步骤(3)中，氧化锆包裹氧化铝粉末、pva、ro水、聚硅氧烷消泡剂和甲基纤维素增稠剂的比例为20-25wt％:2-2.5wt％:70-77wt％:0.01-0.03wt％:0.99-2.48wt％。
16、进一步优选的，所述步骤(3)中，所述pva的平均粒径为1μm。
17、更进一步优选的，所述步骤(4)中，所述阴干的时间为4h；所述烘干的温度为105℃，时间为2h。
18、本专利技术的有益效果是：
19、1、本专利技术首先采用高压水热法，将纳米粒子均匀地包裹在氧化铝陶瓷颗粒的表面，并填充颗粒内部的裂纹缺陷；接着，利用微波低温快速一次烧结技术，通过均匀快速的加热过程，结合纳米氧化锆颗粒的高吸波效率(这一效率优于大颗粒α-氧化铝)，将纳米氧化锆颗粒稳定且迅速地结合到氧化铝陶瓷粉体的表面和颗粒内部的裂缝中；这有效避免了后续球磨、涂膜及烧结过程中可能由纳米颗粒脱附、团聚和偏析引起的陶瓷膜支撑体缺陷和不均匀性，同时解决了传统加热方法中温度不均匀导致纳米晶粒异常团聚长大的问题。
20、2、本专利技术仅采用纳米氧化锆作为烧结助剂，利用其对氧化铝的增强增韧效果，降低了氧化铝陶瓷的热膨胀系数，显著提高了特种气体过滤氧化铝陶瓷膜的耐温和抗热震性能。
21、3、本专利技术制得的耐高温特种气体过滤氧化铝陶瓷膜在耐温和抗热震性方面实现了质的飞跃，有效解决了现有特种气体过滤陶瓷膜在精度和耐温性能难以兼顾的问题，这一问题曾严重制约了特种气体过滤氧化铝陶瓷膜的应用场景和市场发展。也就是说，本专利技术为特种气体过滤陶瓷膜的大规模应用和推广提供了强有力的技术保障。
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1.一种耐高温特种气体过滤氧化铝陶瓷膜及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，氧化铝陶瓷粉体中的Al2O3的纯度＞99.9％，纳米氧化锆中的ZrO2的纯度＞99.9％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的烘干的温度为120℃，时间为4h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，氧化锆包裹氧化铝粉末、PVA、RO水、聚硅氧烷消泡剂和甲基纤维素增稠剂的比例为20-25wt％:2-2.5wt％:70-77wt％:0.01-0.03wt％:0.99-2.48wt％。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述PVA的平均粒径为1μm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述阴干的时间为4h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述烘干的温度为105℃，时间为2h。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述PVA的平均粒径为1μm。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述阴干的时间为4h；所述烘干的温度为105℃，时间为2h。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温特种气体过滤氧化铝陶瓷膜及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，氧化铝陶瓷粉体中的al2o3的纯度＞99.9％，纳米氧化锆中的zro2的纯度＞99.9％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的烘干的温度为120℃，时间为4h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，氧化锆包裹氧化铝粉末、pva、ro水、聚硅氧烷消泡剂和甲基纤维素增稠剂的比例为20-25wt％:2-2.5wt％:70-77wt％:0.01-0.03wt％:0.99-2.48wt％。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述pva的平均粒径为1μm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：丘助国，洪昱斌，方富林，蓝伟光，
申请(专利权)人：三达膜科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：
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