CN102465261A - 一种钨丝蒸发篮及其制备方法和应用 - Google Patents

一种钨丝蒸发篮及其制备方法和应用 Download PDF

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朱合伟
宫建茹
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本发明提供一种钨丝蒸发篮，所述钨丝蒸发篮的钨丝表面包覆有一层陶瓷。本发明还提供该钨丝蒸发篮的制备方法，所述方法包括将氧化铝和阿拉伯树胶形成的浆体包覆在钨丝蒸发篮的表面，干燥后置入热蒸镀机，对钨丝通电使氧化铝陶瓷烧结的步骤。本发明还提供所述钨丝蒸发篮在金属热蒸发镀膜中的应用。

Description

一种钨丝蒸发篮及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种钨丝蒸发篮及其制备方法，具体涉及一种包覆陶瓷的钨丝蒸发篮及其制备方法。
背景技术
在金属工业中经常要使用到镀膜，热蒸发镀膜是其中一种重要的镀膜方式。在热蒸发镀膜中，一般使用钨舟作为蒸镀源，或使用钨丝绕成锥形篮子的形状作为蒸镀源。
但有些金属是对钨有腐蚀作用的，比如镍。对于镍的蒸发，钨舟一般都是一次就会被镍腐蚀，损坏。因此在蒸镀此类金属的时候，需要对钨表面施加一个保护层以防止钨被腐蚀。对于这种保护层的要求是能耐很高的温度并且有良好的导热性能。已有报道使用氧化铝作为钝化层(US.Patent：4054500)，采用电泳的方式在钨篮表面沉积一层氧化铝，但是这种方法制备成本比较高，结构也并不稳定，容易在加热过程中开裂。
因此，目前存在对结构稳定、制备成本低廉的钨篮的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型钨丝蒸发篮，这种钨丝蒸发篮应具有稳定的结构，不容易开裂，其表面能耐很高的温度且具有良好的导热性能。制备这种钨丝蒸发篮的方法应工艺简单，成本低，利于工业应用。因此，针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种钨丝蒸发篮，所述钨丝蒸发篮表面包覆有一层陶瓷。本发明的另一个目的是提供所述钨丝蒸发篮的制备方法。本发明的另一个目的是提供所述钨丝蒸发篮在金属热蒸发镀膜中的应用。
用于实现上述目的的技术方案包括：
一方面，本发明提供一种钨丝蒸发篮，所述钨丝蒸发篮的钨丝表面包覆有一层陶瓷；
优选地，所述陶瓷的厚度为0.6mm-1cm。
优选地，在所述钨丝蒸发篮中，所包覆的陶瓷由氧化铝和阿拉伯树胶烧结而成。
优选地，在所述钨丝蒸发篮中，其用于烧结陶瓷的氧化铝的颗粒尺寸为100nm～50μm，优选500nm～10μm。
另一方面，本发明提供上述钨丝蒸发篮的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)配制阿拉伯树胶的水溶液，加入氧化铝，制成氧化铝浆体，之后研磨所得浆体；
2)将步骤1)制得的氧化铝浆体包覆在钨丝蒸发篮的表面，并使之挤压成型；
3)将步骤2)制得的包覆好氧化铝浆体的钨丝蒸发篮干燥，然后放入热蒸镀机，在钨丝两端加电流，使氧化铝陶瓷烧结。
优选地，所述方法步骤1)中氧化铝为粉末，纯度在98％以上，优选纯度99.99％以上；
优选地，所述方法步骤1)制得的氧化铝浆体中，阿拉伯树胶浓度为0.1～2重量％，氧化铝的质量比为90％以上；
优选地，所述方法步骤1)中将氧化铝浆体中的氧化铝颗粒研磨至100nm～50μm，优选研磨至500nm～10μm。
优选地，所述方法步骤2)中，将氧化铝浆体包覆在钨丝蒸发篮表面上并挤压成型后，在钨丝蒸发篮表面上形成0.6mm-1cm的厚度。
优选的，所述方法步骤3)中将钨丝蒸发篮干燥一天以上，然后再放入热蒸镀机。
优选地，在所述方法步骤3)烧结之前还包括将热蒸镀机抽真空的操作。
优选地，所述方法步骤3)中的烧结方法为采用真空烧结。
优选地，所述方法步骤3)中钨丝两端所加电流大小根据钨丝蒸发篮的电阻大小而定，最终烧结温度为1000～2500℃，优选1300～2200℃。
又一方面，本发明提供上述钨丝蒸发篮在金属热蒸发镀膜中的应用。
以下是本发明的详细描述：
根据本发明的一个具体实施方式，本发明可以通过下述方案实施：
a.首先用钨丝绕成锥形的钨篮，也可以购买商业的未镀氧化铝的钨丝蒸发篮，钨篮篮口径大小可以是1cm-10cm，见附图1。
b.用水配置0.1～2重量％的阿拉伯树胶水溶液，取1～3ml加入纯度98％以上的氧化铝粉末1～10g，形成比较粘稠的氧化铝浆体，研磨均匀，将氧化铝的颗粒尺寸研磨至100nm～50μm。
c.将氧化铝浆体包覆在钨篮的表面，挤压成型，保持有锥形的篮状。
d.将包覆好氧化铝浆体的钨丝蒸发篮自然干燥一天以上，然后放入热蒸镀机，在钨丝两端缓慢地加电流，使钨篮的最终烧结的温度为1000℃～2500℃。
本发明采用先配制陶瓷浆体，然后将陶瓷浆体包覆在钨篮表面成型，最终采用真空加热烧结的方式制备包覆氧化铝陶瓷的钨丝蒸发篮。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
第一、本发明的钨丝蒸发篮表面包覆的陶瓷由氧化铝和阿拉伯树胶烧结而成，该层陶瓷耐腐蚀，特别是耐镍腐蚀，对钨丝蒸发篮起到了良好的保护作用，并使钨丝蒸发篮的结构稳定，不容易开裂，可用于热蒸镀机的蒸镀源坩埚；
第二、本发明的钨丝蒸发篮表面所包覆的陶瓷能耐很高的温度并且具有良好的导热性能；
第三、本发明钨丝蒸发篮的制备方法工艺简单，成本非常低，利于工业应用。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为未包覆氧化铝陶瓷的钨丝蒸发篮的示意图；
图2为包覆了氧化铝陶瓷的钨丝蒸发篮的示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。
在以下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
实施例1
取0.1克阿拉伯树胶粉溶解在10克水中，搅拌，超声5分钟，充分溶解后，取3克纯度为99.9％的氧化铝粉末放入玛瑙研钵里面，加入2ml阿拉伯树胶的水溶液制成浆体。研磨浆体两小时，取一支10mm口径，长10cm的钨丝蒸发篮(购自北京中镜科仪有限责任公司)(图1)。，将浆体均匀粘附在钨篮表面，挤压成型，从而在钨篮表面形成0.8mm厚度。空气中干燥一周后，放入热蒸镀机，抽真空到10-5torr以上，然后缓慢增加电流进行烧结，整个烧结过程大概需要5小时，最终烧结温度为1700℃。得到包覆氧化铝陶瓷的钨丝蒸发篮，如图2所示。
实施例2
取0.2克阿拉伯树胶粉溶解在10克水中，搅拌，超声10分钟，充分溶解后，取5克纯度为99％的氧化铝粉末放入玛瑙研钵里面，加入3ml阿拉伯树胶的水溶液制成浆体。研磨浆体两小时，取一支钨丝蒸发篮(同实施例1)，将浆体均匀粘附在钨篮表面，包覆好，用工具挤压成型，从而在钨篮表面形成1cm的厚度。空气中干燥一天后，放入热蒸镀机，抽真空到10-4torr以上，然后缓慢增加电流进行烧结，整个烧结过程大概需要3小时，最终烧结温度为1300℃。得到包覆氧化铝陶瓷的钨丝蒸发篮。
实施例3
取0.05克阿拉伯树胶粉溶解在10克水中，搅拌，超声20分钟，充分溶解后，取5克纯度为99.99％的氧化铝粉末放入玛瑙研钵里面，加入3ml阿拉伯树胶的水溶液制成浆体。研磨浆体两小时，取一支钨丝蒸发篮(同实施例1)，将浆体均匀粘附在钨篮表面，包覆好，用手压紧致，从而在钨篮表面形成0.6mm的厚度。空气中干燥一个月后，放入热蒸镀机，抽真空到10-3torr以上，然后缓慢增加电流进行烧结，整个烧结过程大概需要5小时，最终烧结温度为2200℃。得到包覆氧化铝陶瓷的钨丝蒸发篮。此钨丝蒸发篮只要陶瓷不开裂，便可重复使用。而没有氧化铝陶瓷的钨丝蒸发篮，如果镀镍，则一次就有可能断裂。

Claims (10)

1.一种钨丝蒸发篮，其特征在于，所述钨丝蒸发篮的钨丝表面包覆有一层陶瓷；
优选地，所述陶瓷的厚度为0.6mm-1cm。
2.如权利要求1所述的钨丝蒸发篮，其特征在于，所述陶瓷由氧化铝和阿拉伯树胶烧结而成。
3.如权利要求2所述的钨丝蒸发篮，其特征在于，所述氧化铝的颗粒尺寸为100nm～50μm，优选500nm～10μm。
4.如权利要求1-3中任一项所述钨丝蒸发篮的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)配制阿拉伯树胶的水溶液，加入氧化铝，制成氧化铝浆体，之后研磨所得浆体；
2)将步骤1)制得的氧化铝浆体包覆在钨丝蒸发篮的表面，并使之挤压成型；
3)将步骤2)制得的包覆好氧化铝浆体的钨丝蒸发篮干燥，然后放入热蒸镀机，在钨丝两端加电流，使氧化铝陶瓷烧结。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述氧化铝为粉末，纯度在98％以上，优选纯度99.99％以上；
优选地，步骤1)制得的氧化铝浆体中，阿拉伯树胶浓度为0.1～2重量％，氧化铝所占质量百分比为90％以上；
优选地，步骤1)中将氧化铝浆体中的氧化铝颗粒研磨至100nm～50μm，优选研磨至500nm～10μm。
6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)将氧化铝浆体包覆在钨丝蒸发篮表面上并挤压成型后，在钨丝蒸发篮表面上形成0.6mm-1cm的厚度。
7.如权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中将钨丝蒸发篮干燥一天以上，然后再放入热蒸镀机。
8.如权利要求4-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)烧结之前还包括将热蒸镀机抽真空的操作；
优选地，所述烧结方法为采用真空烧结。
9.如权利要求4-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中钨丝两端所加电流大小根据钨丝蒸发篮的电阻大小而定，最终烧结温度为1000℃～2500℃，优选1300～2200℃。
10.如权利要求1-3中任一项所述的钨丝蒸发篮在金属热蒸发镀膜中的应用。
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