CN115124343A - 一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷、其制备方法及其应用,氧化锆‑氧化钇摩尔组分如下:氧化钇:50~95mol%,氧化锆:5~50mol%。该陶瓷材料制备方法步骤如下:按照陶瓷的摩尔百分含量称量氧化钇粉体和氧化锆粉体作为起始原料,加入无水乙醇,进行球磨混合得到浆料;再将浆料干燥处理,然后在玛瑙研钵研磨,并过筛网得到氧化钇‑氧化锆混合粉体,将混合粉体在刚模中干压成型并随后冷等静压处理,得到陶瓷素坯;将陶瓷素坯进行烧结,得到氧化钇‑氧化锆陶瓷。本方法工艺简单、生产周期短、生产效率高,制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷相较于氧化钇陶瓷的力学性能有了明显提升,并且耐等离子体侵蚀性能优异,本发明陶瓷适合应用于制备半导体刻蚀腔室部件。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域,具体涉及一种使用无压烧结制备氧化锆固溶氧化钇陶瓷及其制备工艺,适用于半导体刻蚀设备中的腔室材料。
背景技术
在集成电路制造工艺中,采用等离子刻蚀技术来复制电路。高能量等离子体在刻蚀半导体晶圆的同时也会侵蚀刻蚀机内腔室部件,例如聚焦环、淋浴喷头和静电卡盘等,这种侵蚀现象是在化学和物理的共同作用下产生的。在腔室部件受到侵蚀后,表面的反应生成物会以颗粒形式脱落,这些颗粒落在半导体晶圆表面造成了良率损失。
为减小上述现象的产生,氧化铝陶瓷一开始被应用于刻蚀机腔室内的耐等离子体侵蚀材料。随着集成电路工艺的不断发展,即晶圆尺寸的不断增大和半导体器件最小特征尺寸的不断缩小,刻蚀要求的等离子体功率不断提高,氧化铝陶瓷的耐侵蚀性能无法满足在高等离子体功率环境下服役。氧化钇陶瓷具有更好的耐等离子体侵蚀性能,逐渐替代了氧化铝陶瓷作为刻蚀机内的腔室材料。但与氧化铝相比,氧化钇的机械性能较差,其硬度和断裂韧性分别为7GPa和1.1MPa·m1/2。氧化钇较低的力学性能导致刻蚀机腔室部件在制造、运输和服役过程中更容易产生剥落和损坏现象。此外,对于制备致密陶瓷而言,氧化钇高达2430℃的熔点使得其致密化通常需要的温度较高。在制备氧化钇陶瓷中常加入添加剂促进氧化钇陶瓷的致密化过程。
发明内容
为了解决现有技术氧化钇陶瓷致密化困难、力学性能较差的问题,本发明的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷、其制备方法及其应用,本发明工艺简单,生产周期短,生产效率高,适合大批生产的氧化钇-氧化锆陶瓷,本发明氧化钇-氧化锆陶瓷耐等离子体侵蚀性能优异。
为达到上述发明创造目的,本发明采用如下技术方案:
一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷,按照组分摩尔百分含量计算,包括如下组分:氧化钇:50~95mol%;氧化锆:5~50mol%。
优选地,本发明所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷,按照组分摩尔百分含量计算,包括如下组分:氧化钇:70~90mol%;氧化锆:10~30mol%。
优选地,本发明所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度不低于98.2%,平均晶粒尺寸不大于2.58μm,维氏硬度Hv不低于7.80。
优选地,本发明所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度为98.84~99.1%,平均晶粒尺寸为0.99~1.49μm,维氏硬度Hv为8.53~9.50。
一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
(1)将氧化钇粉体和氧化锆粉体作为起始原料,按照制备本发明氧化锆固溶氧化钇陶瓷的组分摩尔百分含量,等比例计算出原料组分的质量配比如下:
氧化钇:50~95mol%;氧化锆:5~50mol%;
在所称量的氧化钇粉体和氧化锆粉体中加入无水乙醇作为溶剂,进行球磨混合得到浆料;
(2)将在所述步骤(1)中制备的浆料进行干燥处理,然后在玛瑙研钵研磨,并过筛网,得到氧化钇-氧化锆混合粉体,将混合粉体在刚性模具中干压成型,并随后进行冷等静压处理,得到陶瓷素坯;
(3)将在所述步骤(2)中制备的陶瓷素坯进行烧结,烧结温度不低于1600℃,保温时间不低于2h,从而得到氧化钇-氧化锆陶瓷。
优选地,在所述步骤(1)中,氧化钇粉体和氧化锆粉体为纳米粉体,无水乙醇的添加量为纳米粉体总质量的1.5~2.5倍;控制球磨机转速不低于250r/min,球磨时间至少为12h。
优选地,在所述步骤(2)中,浆料在不低于60℃烘箱中干燥至少24h;然后使用孔径尺寸不低于200目筛网进行过筛;干压成型强度不低于2MPa,保压时间至少为2min;冷等静压处理强度不低于200MPa,保压时间至少为3min。
优选地,在所述步骤(3)中,烧结温度为1600~1700℃,保温时间为2~6h。
优选地,在所述步骤(3)中,烧结过程按照如下温度控制阶段实施加热程序:
第一阶段:采用不低于3℃/min的升温速度,从室温升温至不低于1300℃进行预烧结;
第二阶段:采用不低于1℃/min的升温速度,升温至烧结温度,进行高温烧结;
第三阶段:采用不低于1℃/min的降温速度,降温至不高于1000℃进行中温强化烧结;
第四阶段:采用不低于2℃/min的降温速度,降温至不高于600℃进行去应力热处理;
然后自然降温,氧化钇-氧化锆陶瓷成品。
一种本发明所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的应用,将所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷作为制备半导体刻蚀腔室部件的材料使用。
本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明方法制备了一种半导体刻蚀腔室内使用的耐等离子体侵蚀的氧化锆固溶氧化钇陶瓷,采用固相球磨和无压烧结的方法制备陶瓷,方法简单、成本低,生产效率高、生产周期短;
2.本发明采用的氧化锆粉体的成本低于氧化钇粉体,氧化锆的加入一定程度上降低了原料成本;
3.本发明采用的氧化锆的加入有助于获得高致密陶瓷,同时减小了陶瓷的晶粒尺寸,提高了陶瓷的显微硬度;
4.本发明与氧化钇陶瓷相比,氧化锆固溶氧化钇陶瓷的耐等离子体侵蚀性能显著优化。
附图说明
图1是本发明实施例一~实施例四以及对比例陶瓷的X射线衍射图。
图2是本发明实施例一氧化钇-氧化锆陶瓷的表面SEM显微结构图。
图3是本发明实施例二氧化钇-氧化锆陶瓷的表面SEM显微结构图。
图4是本发明实施例三氧化钇-氧化锆陶瓷的表面SEM显微结构图。
图5是本发明实施例四氧化钇-氧化锆陶瓷的表面SEM显微结构图。
图6是本发明对比例一氧化钇陶瓷的表面SEM显微结构图。
图7是本发明实施例一氧化锆固溶氧化钇陶瓷在等离子刻蚀后的表面SEM显微结构图。
图8是本发明实施例二氧化锆固溶氧化钇陶瓷在等离子刻蚀后的表面SEM显微结构图。
图9是本发明实施例三氧化锆固溶氧化钇陶瓷在等离子刻蚀后的表面SEM显微结构图。
图10是本发明实施例四氧化锆固溶氧化钇陶瓷在等离子刻蚀后的表面SEM显微结构图。
图11是本发明对比例一氧化钇陶瓷在等离子刻蚀后的表面SEM显微结构图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明,本发明的优选实施例详述如下:
实施例一
在本实施例中,一种用于半导体刻蚀腔室部件的氧化锆固溶氧化钇陶瓷,按照摩尔百分含量计算,包括如下组分:氧化钇:95mol%,氧化锆:5mol%。
在本实施例中,一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
a.按照所制备上述用于半导体刻蚀腔室部件的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的摩尔百分含量计算出原料的质量,称量氧化钇粉体17.47g,氧化锆粉体0.53g,无水乙醇35g,进行球磨混合,球磨机转速设置为250r/min,球磨时间为12h,得到陶瓷浆料;
b.浆料放置于烘箱中与60℃干燥24h,然后在玛瑙研钵研磨、并过筛网得到氧化钇-氧化锆混合粉体,将粉体在刚模中以2MPa干压并随后在200MPa下保压3min进行冷等静压处理,得到陶瓷素坯;
c将陶瓷素坯进行无压烧结,烧结过程为从室温3℃/min升至1300℃、1℃/min升至烧结温度1650℃,保温6h,1℃/min降至1000℃,2℃/min降至600℃后自然降温得到氧化钇-氧化锆陶瓷。
实验测试分析:
将本实施例制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷作为试样,进行检验和分析。
如图1所示,采用X射线衍射仪得到氧化锆固溶氧化钇陶瓷的衍射图。如图2所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化锆固溶氧化钇陶瓷的表面形貌。使用Nano mesaure软件统计陶瓷的平均晶粒尺寸。通过阿基米德法测量上述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度。通过维氏显微硬度计测量上述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的维氏硬度。
本实施例的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的耐等离子体侵蚀性能的测试方法如下:
将表面研磨抛光至镜面,然后使用聚酰亚胺胶带部分掩蔽陶瓷。使用电感耦合等离子体刻蚀机进行等离子刻蚀。其中,等离子刻蚀条件:刻蚀气体为SF6(60mL/min)+Ar(20mL/min),刻蚀时间90min,射频功率600W,偏压功率125w,腔体压力1Pa。通过台阶仪测量掩盖区域和未掩盖区域之间的台阶高度来确定刻蚀深度,根据刻蚀时间计算出平均刻蚀速率。如图7所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化锆固溶氧化钇陶瓷刻蚀后的表面形貌。
本实施例制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度、平均晶粒尺寸、维氏硬度和刻蚀速率见表1。
实施例二:
在本实施例中,一种用于半导体刻蚀腔室部件的氧化锆固溶氧化钇陶瓷,按照摩尔百分含量计算,包括如下组分:氧化钇:90mol%,氧化锆:10mol%。
在本实施例中,一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
a.按照所制备上述用于半导体刻蚀腔室部件的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的摩尔百分含量计算出原料的质量,称量氧化钇粉体16.97g,氧化锆粉体1.03g,无水乙醇35g,进行球磨混合,球磨机转速设置为250r/min,球磨时间为12h,得到陶瓷浆料;
b.浆料放置于烘箱中与60℃干燥24h,然后在玛瑙研钵研磨、并过筛网得到氧化钇-氧化锆混合粉体,将粉体在刚模中以2MPa干压并随后在200MPa下保压3min进行冷等静压处理,得到陶瓷素坯;
c将陶瓷素坯进行无压烧结,烧结过程为从室温3℃/min升至1300℃、1℃/min升至烧结温度1650℃,保温6h,1℃/min降至1000℃,2℃/min降至600℃后自然降温得到氧化锆固溶氧化钇陶瓷。
实验测试分析:
将本实施例制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷作为试样,进行检验和分析。
如图1所示,采用X射线衍射仪得到氧化锆固溶氧化钇陶瓷的XRD衍射图。如图3所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化锆固溶氧化钇陶瓷的表面形貌。使用Nano mesaure软件统计陶瓷的平均晶粒尺寸。通过阿基米德法测量上述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度。通过维氏显微硬度计测量上述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的维氏硬度。
本实施例的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的耐等离子体侵蚀性能的测试方法如下:
将表面研磨抛光至镜面,然后使用聚酰亚胺胶带部分掩蔽陶瓷。使用电感耦合等离子体刻蚀机进行等离子刻蚀。其中,等离子刻蚀条件:刻蚀气体为SF6(60mL/min)+Ar(20mL/min),刻蚀时间90min,射频功率600W,偏压功率125w,腔体压力1Pa。通过台阶仪测量掩盖区域和未掩盖区域之间的台阶高度来确定刻蚀深度,根据刻蚀时间计算出平均刻蚀速率。如图8所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化钇-氧化锆陶瓷刻蚀后的表面形貌。
本实施例制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度、平均晶粒尺寸、维氏硬度和刻蚀速率见表1。
实施例三:
在本实施例中,一种用于半导体刻蚀腔室部件的氧化锆固溶氧化钇陶瓷,按照摩尔百分含量计算,包括如下组分:氧化钇:70mol%,氧化锆:30mol%。
在本实施例中,一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
a.按照所制备上述用于半导体腔室部件的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的摩尔百分含量计算出原料的质量,称量氧化钇粉体14.59g,氧化锆粉体3.41g,无水乙醇35g,进行球磨混合,球磨机转速设置为250r/min,球磨时间为12h,得到陶瓷浆料;
b.浆料放置于烘箱中与60℃干燥24h,然后在玛瑙研钵研磨、并过筛网得到氧化钇-氧化锆混合粉体,将粉体在刚模中以2MPa干压并随后在200MPa下保压3min进行冷等静压处理,得到陶瓷素坯;
c将陶瓷素坯进行无压烧结,烧结过程为从室温3℃/min升至1300℃、1℃/min升至烧结温度1650℃,保温6h,1℃/min降至1000℃,2℃/min降至600℃后自然降温得到氧化锆固溶氧化钇陶瓷。
实验测试分析:
将本实施例制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷作为试样,进行检验和分析。
如图1所示,采用X射线衍射仪得到氧化锆固溶氧化钇陶瓷的衍射图。如图4所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化锆固溶氧化钇陶瓷的表面形貌。使用Nano mesaure软件统计陶瓷的平均晶粒尺寸。通过阿基米德法测量上述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度。通过维氏显微硬度计测量上述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的维氏硬度。
本实施例的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的耐等离子体侵蚀性能的测试方法如下:
将表面研磨抛光至镜面,然后使用聚酰亚胺胶带部分掩蔽陶瓷。使用电感耦合等离子体刻蚀机进行等离子刻蚀。其中,等离子刻蚀条件:刻蚀气体为SF6(60mL/min)+Ar(20mL/min),刻蚀时间90min,射频功率600W,偏压功率125w,腔体压力1Pa。通过台阶仪测量掩盖区域和未掩盖区域之间的台阶高度来确定刻蚀深度,根据刻蚀时间计算出平均刻蚀速率。如图9所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化锆固溶氧化钇陶瓷刻蚀后的表面形貌。
本实施例制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度、平均晶粒尺寸、维氏硬度和刻蚀速率见表1。
实施例四:
在本实施例中,一种用于半导体刻蚀腔室部件的氧化锆固溶氧化钇陶瓷,按照摩尔百分含量计算,包括如下组分:氧化钇:50mol%,氧化锆:50mol%。
在本实施例中,一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
a.按照所制备上述用于半导体腔室部件的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的摩尔百分含量计算出原料的质量,称量氧化钇粉体11.65g,氧化锆粉体6.35g,无水乙醇35g,进行球磨混合,球磨机转速设置为250r/min,球磨时间为12h,得到陶瓷浆料;
b.浆料放置于烘箱中与60℃干燥24h,然后在玛瑙研钵研磨、并过筛网得到氧化钇-氧化锆混合粉体,将粉体在刚模中以2MPa干压并随后在200MPa下保压3min进行冷等静压处理,得到陶瓷素坯;
c将陶瓷素坯进行无压烧结,烧结过程为从室温3℃/min升至1300℃、1℃/min升至烧结温度1650℃,保温6h,1℃/min降至1000℃,2℃/min降至600℃后自然降温得到氧化锆固溶氧化钇陶瓷。
实验测试分析:
将本实施例制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷作为试样,进行检验和分析。
如图1所示,采用X射线衍射仪得到氧化锆固溶氧化钇陶瓷的XRD衍射图。如图5所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化锆固溶氧化钇陶瓷的表面形貌。使用Nano mesaure软件统计陶瓷的平均晶粒尺寸。通过阿基米德法测量上述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度。通过维氏显微硬度计测量上述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的维氏硬度。
本实施例的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的耐等离子体侵蚀性能的测试方法如下:
将表面研磨抛光至镜面,然后使用聚酰亚胺胶带部分掩蔽陶瓷。使用电感耦合等离子体刻蚀机进行等离子刻蚀。其中,等离子刻蚀条件:刻蚀气体为SF6(60mL/min)+Ar(20mL/min),刻蚀时间90min,射频功率600W,偏压功率125W,腔体压力1Pa。通过台阶仪测量掩盖区域和未掩盖区域之间的台阶高度来确定刻蚀深度,根据刻蚀时间计算出平均刻蚀速率。如图10所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化锆固溶氧化钇陶瓷刻蚀后的表面形貌。
本实施例制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度、平均晶粒尺寸、维氏硬度和刻蚀速率见表1。
对比例一:
在本对比例中,一种氧化钇陶瓷,包括如下组分:氧化钇:100mol%。
在本对比例中,一种氧化钇陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
a.称量氧化钇18g,无水乙醇35g,进行球磨混合,球磨机转速设置为250r/min,球磨时间为12h,得到陶瓷浆料;
b.浆料干燥处理,然后在玛瑙研钵研磨、并过筛网得到粉体,将粉体在刚模中以2MPa干压并随后在200MPa下保压3min进行冷等静压处理,得到陶瓷素坯;
c将陶瓷素坯进行无压烧结,烧结过程为从室温3℃/min升至1300℃、1℃/min升至烧结温度1650℃,保温6h,1℃/min降至1000℃,2℃/min降至600℃后自然降温得到氧化钇陶瓷。
实验测试分析:
将本对比例制备的氧化钇陶瓷作为试样,进行检验和分析。
如图1所示,采用X射线衍射仪得到氧化钇陶瓷的衍射图。如图2所示,采用扫描电子显微镜得到该氧化钇陶瓷的表面形貌。使用Nano mesaure软件统计陶瓷的平均晶粒尺寸。通过阿基米德法测量上述氧化钇陶瓷的相对密度。通过维氏显微硬度计测量上述氧化钇陶瓷的维氏硬度。
本对比例的氧化钇陶瓷的耐等离子体侵蚀性能的测试方法如下:
将氧化钇陶瓷表面研磨抛光至镜面,然后使用聚酰亚胺胶带部分掩蔽陶瓷。使用电感耦合等离子体刻蚀机进行等离子刻蚀。其中,等离子刻蚀条件:刻蚀气体为SF6(60mL/min)+Ar(20mL/min),刻蚀时间90min,射频功率600W,偏压功率125w,腔体压力1Pa。通过台阶仪测量掩盖区域和未掩盖区域之间的台阶高度来确定刻蚀深度,根据刻蚀时间计算出平均刻蚀速率。
本对比例制备的氧化钇陶瓷的相对密度、平均晶粒尺寸、维氏硬度和刻蚀速率的性质实验结果数据见表1。
表1.本发明优选实施例和对比例氧化钇陶瓷的性能数据表
相对密度(%) | 平均晶粒尺寸(μm) | 维氏硬度(Hv) | 刻蚀速率(nm/min) | |
实施例一 | 99.2 | 0.9 | 7.80 | 0.48 |
实施例二 | 99.1 | 0.99 | 8.53 | 3.12 |
实施例三 | 98.84 | 1.49 | 9.50 | 3.67 |
实施例四 | 98.2 | 2.58 | 11.25 | 4.44 |
对比例一 | 98.87 | 3.21 | 6.50 | 4.07 |
有上表1可知,上述实施例氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度不低于98.2%,平均晶粒尺寸不大于2.58μm,维氏硬度Hv不低于7.80。由上述实施例二和实施例三可知,氧化锆固溶氧化钇陶瓷的相对密度为98.84~99.1%,平均晶粒尺寸为0.99~1.49μm,维氏硬度Hv为8.53~9.50。上述实施例方法从开发低烧结成本、高致密化、力学性能好和耐等离子体侵蚀性能优异的陶瓷角度出发,通过固相球磨得到氧化钇-氧化锆混合粉体,采用无压烧结方法制备氧化锆固溶氧化钇陶瓷。本发明上述实施例方法工艺简单、生产周期短、生产效率高,制备的氧化锆固溶氧化钇陶瓷相较于氧化钇陶瓷的力学性能有了明显提升,并且耐等离子体侵蚀性能优异。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明,但本发明不限于上述实施例,还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化,凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,只要符合本发明的发明目的,只要不背离本发明的技术原理和发明构思,都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷,其特征在于,按照组分摩尔百分含量计算,包括如下组分:氧化钇:50~95mol%;氧化锆:5~50mol%。
2.根据权利要求1所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷,其特征在于:按照组分摩尔百分含量计算,包括如下组分:氧化钇:70~90mol%;氧化锆:10~30mol%。
3.根据权利要求1所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷,其特征在于:其相对密度不低于98.2%,平均晶粒尺寸不大于2.58μm,维氏硬度Hv不低于7.80。
4.根据权利要求3所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷,其特征在于:其相对密度为98.84~99.1%,平均晶粒尺寸为0.99~1.49μm,维氏硬度Hv为8.53~9.50。
5.一种氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将氧化钇粉体和氧化锆粉体作为起始原料,按照制备氧化锆固溶氧化钇陶瓷的组分摩尔百分含量,等比例计算出原料组分的质量配比如下:
氧化钇:50~95mol%;氧化锆:5~50mol%;
在所称量的氧化钇粉体和氧化锆粉体中加入无水乙醇作为溶剂,进行球磨混合得到浆料;
(2)将在所述步骤(1)中制备的浆料进行干燥处理,然后在玛瑙研钵研磨,并过筛网,得到氧化钇-氧化锆混合粉体,将混合粉体在刚性模具中干压成型,并随后进行冷等静压处理,得到陶瓷素坯;
(3)将在所述步骤(2)中制备的陶瓷素坯进行烧结,烧结温度不低于1600℃,保温时间不低于2h,从而得到氧化钇-氧化锆陶瓷。
6.根据权利要求5所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,其特征在于:在所述步骤(1)中,氧化钇粉体和氧化锆粉体为纳米粉体,无水乙醇的添加量为纳米粉体总质量的1.5~2.5倍;控制球磨机转速不低于250r/min,球磨时间至少为12h。
7.根据权利要求5所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,其特征在于:在所述步骤(2)中,浆料在不低于60℃烘箱中干燥至少24h;然后使用孔径尺寸不低于200目筛网进行过筛;干压成型强度不低于2MPa,保压时间至少为2min;冷等静压处理强度不低于200MPa,保压时间至少为3min。
8.根据权利要求5所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,其特征在于:在所述步骤(3)中,烧结温度为1600~1700℃,保温时间为2~6h。
9.根据权利要求8所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的制备方法,其特征在于:在所述步骤(3)中,烧结过程按照如下温度控制阶段实施加热程序:
第一阶段:采用不低于3℃/min的升温速度,从室温升温至不低于1300℃进行预烧结;
第二阶段:采用不低于1℃/min的升温速度,升温至烧结温度,进行高温烧结;
第三阶段:采用不低于1℃/min的降温速度,降温至不高于1000℃进行中温强化烧结;
第四阶段:采用不低于2℃/min的降温速度,降温至不高于600℃进行去应力热处理;
然后自然降温,氧化钇-氧化锆陶瓷成品。
10.一种权利要求1所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷的应用,其特征在于,将所述氧化锆固溶氧化钇陶瓷作为制备半导体刻蚀腔室部件的材料使用。
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