RU2320614C2 - Способ получения защитных покрытий на изделиях из углеграфитовых материалов (варианты) - Google Patents

Способ получения защитных покрытий на изделиях из углеграфитовых материалов (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2320614C2
RU2320614C2 RU2006115206/03A RU2006115206A RU2320614C2 RU 2320614 C2 RU2320614 C2 RU 2320614C2 RU 2006115206/03 A RU2006115206/03 A RU 2006115206/03A RU 2006115206 A RU2006115206 A RU 2006115206A RU 2320614 C2 RU2320614 C2 RU 2320614C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
minutes
product
graphite
protective coating
Prior art date
Application number
RU2006115206/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006115206A (ru
Inventor
Андрей Юрьевич Кривошеев (RU)
Андрей Юрьевич Кривошеев
Андрей Владимирович Буржинский (RU)
Андрей Владимирович Буржинский
Михаил Михайлович Миронов (RU)
Михаил Михайлович Миронов
Original Assignee
Андрей Юрьевич Кривошеев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Юрьевич Кривошеев filed Critical Андрей Юрьевич Кривошеев
Priority to RU2006115206/03A priority Critical patent/RU2320614C2/ru
Publication of RU2006115206A publication Critical patent/RU2006115206A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2320614C2 publication Critical patent/RU2320614C2/ru

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству изделий из углеграфитовых материалов с защитным покрытием, применяемых в электронной и химической отраслях промышленности. Технический результат изобретения - сокращение временных и энергетических затрат и защита углеграфитовых изделий, работающих в атмосфере кремниевых или германиевых паров при производстве полупроводниковых материалов. Способ получения защитного покрытия на изделиях из углеграфитовых материалов включает нанесение на изделие слоя защитного покрытия, содержащего по массе 30-85% нитрида кремния, измельченного на фракции до 200 мкм, и 15-70% вяжущего с вязкостью 10-300 с, разбавленного этанолом до нужной консистенции. Вяжущее содержит смесь 40-60% раствора, состоящего из 70-75% фенолоформальдегидной смолы, 18-22% дихлорпропанола и 5-10% бензилового и/или изопропилового спирта, и 40-60% порошка, включающего 90-95% мелкодисперсного графита и 5-10% паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты. Далее изделие сушат в сушильном шкафу вначале при температуре 60-70°С в течение 20-30 минут, затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230-260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 40-60 минут, после чего охлаждают на воздухе. Во втором варианте перед нанесением защитного покрытия осуществляют пропитку изделия водным раствором сахарозы с содержанием сахара 40-80% в течение 5-10 минут. В третьем варианте предварительную пропитку осуществляют в суспензии, включающей по весу 25-30% раствора, состоящего из 70-75% фенолоформальдегидной смолы, 18-22% дихлорпропанола и 5-10% бензилового и/или изопропилового спирта, 25-30% порошка из мелкодисперсного графита с добавкой 5-10% паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты и 40-50% этанола. 3 н.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к производству изделий из углеграфитовых материалов с защитным покрытием, применяемых в электронной и химической отраслях промышленности, в частности для создания жаростойких покрытий на графитовых изделиях, используемых при производстве полупроводниковых материалов.
Известен способ получения карбидокремниевого покрытия на углеграфитовых материалах путем их термообработки в порошкообразном кремнии в температурном интервале 1500-2200°С при атмосферном давлении в потоке азота в течение 1-1,5 ч (см. Тарабанов А.С. и Костиков В.И. Силицированный графит. - М.: Металлургия, 1977, с.208). Основными недостатками данного способа являются большая неравномерность покрытия по толщине и наличие в покрытии свободного кремния, температура плавления которого 1420°С. В результате получается покрытие с жаростойкостью не более 1450°С.
Из описания к патенту Российской Федерации №2053210, МПК6 С04В 35/52, С04В 41/87, публ. 1996 г., известен способ получения карбидокремниевого покрытия на углеграфитовых материалах, в соответствии с которым термообработку углеграфитовых материалов ведут в порошкообразном нитриде кремния в температурном интервале 1350-1900°С в инертной атмосфере при остаточном давлении 10-350 мм рт.ст. в течение 1-2 часа. Покрытие обеспечивает работоспособность углеграфитового материала при температуре до 1780°С, неравномерность покрытия по толщине снижается в 4-10 раз. Недостаток такого способа - необходимость специального оборудования.
Известен состав для нанесения защитного покрытия на углеродные изделия (см. Патент Российской Федерации №2069208, МПК6 С04В 41/45, публ. 1996 г.), используемый для создания жаростойких, газовлагозащитных покрытий на экранах и нагревателях электрических печей, а также для защиты графитовых тиглей для плавки цветных металлов и сплавов от окисления при нагреве на воздухе. Сущность изобретения: состав включает в мас.%: дисилицид молибдена - 40-50, оксид кремния 41-47, оксид бора - 8-10, оксид алюминия - 1-3. Нанесение покрытая осуществляется по шликерной технологии. Шликер наносят на защищаемую поверхность углеродной детали, которую затем сушат. Остекловывание покрытия осуществляют в инертной атмосфере. Для получения герметичного покрытия оптимальной (0,2...0,4 мм) толщины наносят 2-3 слоя покрытия. Способ получения покрытия такого состава требует специального оборудования и отличается высокой стоимостью и продолжительностью процесса.
Из описания к патенту Российской Федерации №1586102, МПК5 С04В 35/52, публ. 30.10.1994 известен состав для пропитки углеродных изделий, содержащий, мас.%: алюминий 9-14, кремний 86-91. Пропитку углеродных изделий этим составом проводят методом дождевания расплавом в электрической печи в вакууме с изотермической выдержкой в течение 15 минут. Получение покрытия таким составом требует специального оборудования. Кроме того, этот способ непригоден для нанесения покрытия на изделия из углеграфитовых шнуров сеточной конструкции.
Патентом Российской Федерации №2082694, МПК6 С04В 35/52, С04В 41/87, публ. 1997 г. защищен способ получения защитных покрытий на материалах и изделиях с углеродсодержащей основой, для осуществления которого на защищаемую поверхность кисточкой или распылителем наносят композицию из порошкового наполнителя, состоящего, мас.%: 95 HfB2+5С (сажа, кокс, искусственный графит), и связующего 5%-ного водного раствора карбоксиметилцеллюлозы в объемном соотношении 1:1. После полного высыхания обработку парами кремния изделия с покрытием проводят при давлении не более 10 мм рт.ст, температуре 1850+50°С в течение 1-3 ч. Предпочтительно слой композиции указанного состава наносят на несилицированную (чисто углеродную) основу композиционного материала. В результате термической обработки парами кремния происходит взаимодействие кремния с углеродом покрытия и основы материала с образованием карбида кремния. В конечном итоге образуется покрытие состава: HfB2+SiC+Si. При взаимодействии покрытия с кислородом воздуха образуются сложные тугоплавкие боросиликатные гафний-содержащие стекла, обеспечивающие защиту углеродного материала от окисления при высоких температурах. Недостаток этого способа - необходимость сложного оборудования и продолжительность технологического процесса.
Известен способ защиты углеграфитового материала от окисления по всему объему материала, не требующий специального оборудования (высокотемпературных вакуумных печей), состоящей в пропитке углеграфитового материала водным раствором хлоридов металлов и ортофосфорной кислоты, сушке материала на воздухе, тепловой обработке при постепенном подъеме температуры до 500-600°С с формированием в порах материала ультрафосфатов металлов в количестве 0,1-15 вес.% в расчете на начальный вес материала, охлаждение материала, пропитки охлажденного материала раствором пленкообразователя и повторной тепловой обработке материала при постепенном подъеме температуры до 180-250°С до достижения содержания сухого остатка полимерного пленкообразователя 0,5-10 вес.% в расчете на вес материала, содержащего металл-ультрафосфат, полученного после пропитки углеграфитового материала раствором хлоридов металлов и ортофосфорной кислоты и тепловой обработки (патент Великобритании №1513868, С01В 31/02, публ. 1978 г.). В качестве хлоридов металлов могут быть использованы хлориды цинка, марганца, меди, лития, калия, алюминия и др., предпочтительно, хлориды цинка или марганца, в качестве пленкообразователей ненасыщенные жирные кислоты, растительные масла, различные органические смолы, полиэфиры и спирты, например смесь линолеата кобальта с глифтальмеламиновой смолой, эпоксидная смола, фенолформальдегидная смола, фурфуриловый спирт, полиамид или другие пленкоформирующие полимеры.
В качестве прототипа принято техническое решение, описанное в патенте Российской Федерации №2252191, МПК7 С01В 31/02, С04В 35/52, публ. 2005 г., - способ защиты углеграфитового материала от окисления, Углеграфитовый материал пропитывают в автоклаве смесью, содержащей гидрофосфат калия, гидрофосфат марганца, ортофосфорную кислоту и воду при массовом соотношении (0,5-0,7):(2,0-2,8):(1,8-2,2):(10-50), соответственно. Сушат и термообрабатывают при подъеме температуры со скоростью 15-20°С/час до 650-700°С формированием 2,0-5,0 мас.% ультрафосфата в расчете на начальный вес материала. Высушенный материал охлаждают, пропитывают смесью фурфурилового спирта и фенолформальдегидной смолы в массовом соотношении, соответственно, (8,0-9,0):(1,0-2,0), повторно термообрабатывают при подъеме температуры со скоростью 8-20°С/час до 280-350°С до достижения содержания сухого остатка 0,5-5,0 мас.%. Описанный способ не требует специального оборудования. Недостаток - длительность технологического процесса, необходимость использования специального оборудования. Кроме того, углеграфитовые изделия с таким покрытием нельзя использовать в технологических процессах при производстве полупроводниковых материалов.
Общими признаками заявленного технического решения и способа прототипа являются: нанесение защитного покрытия, сушка и термообработка.
Технический результат от использования изобретения - сокращение временных и энергетических затрат и защита углеграфитовых изделий, работающих в атмосфере кремниевых и германиевых паров при производстве полупроводниковых материалов.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в способе получения защитного покрытия на изделиях из углеграфитовых материалов, включающем нанесение защитного покрытия, сушку и термообработку, на изделие наносят слой защитного покрытия, содержащего по массе 30...85% - нитрид кремния, измельченного на фракции до 200 мкм, и вяжущее 15...70% с вязкостью 10...300 с, разбавленное этанолом до нужной консистенции и включающее по массе смесь 40...60% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5...10% и 40...60% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5...10%, далее изделие сушат в сушильном шкафу вначале при температуре 60...70°С в течение 20...30 минут, затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230...260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 40...60 минут, после чего охлаждают на воздухе.
Во втором варианте указанный технический вариант достигается тем, что в способе получения защитного покрытия на изделиях из углеграфитовых материалов, включающем нанесение защитного покрытия, сушку и термообработку, вначале осуществляют пропитку в течение 5...10 минут водным раствором сахарозы с содержанием сахара 40...80%, затем после пропитки водным раствором сахарозы осуществляют сушку изделия в сушильном шкафу при температуре 110...120°С в течение 10...15 минут, после чего температуру в сушильном шкафу повышают до температуры 220...260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 20...40 минут, далее изделие охлаждают до комнатной температуры, на изделие наносят слой защитного покрытия, содержащего по массе 30...85% - нитрид кремния, измельченного на фракции до 200 мкм, и вяжущее 15...70% с вязкостью 10...300 с, разбавленное этанолом спиртом до нужной консистенции и включающее по массе смесь 40...60% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5...10% и 40...60% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5...10%, далее изделие сушат в сушильном шкафу вначале при температуре 60...70°С в течение 20...30 минут, затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230...260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 40...60 минут, после чего охлаждают на воздухе.
В третьем варианте указанный технический результат достигается тем, что в способе получения защитного покрытия на изделиях из углеграфитовых материалов, включающем нанесение защитного покрытия, сушку и термообработку, вначале осуществляют пропитку в течение 5...10 минут в суспензии, включающей по весу 25...30% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5...10% и 25...30% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуололсульфокислоты 5...10% и 40...50% этанола, после пропитки изделие сушат в сушильном шкафу вначале в течение 15...20 минут при температуре 60...70°С, затем в течение 30...50 минут при температуре 220...260°С, далее изделие охлаждают до комнатной температуры, на изделие наносят слой защитного покрытия, содержащего по массе 30...85% - нитрид кремния, измельченного на фракции до 200 мкм, и вяжущее 15...70% с вязкостью 10...300 с, разбавленное этанолом до нужной консистенции и включающее по массе смесь 40...60% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5...10% и 40...60% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5...10%, далее изделие сушат в сушильном шкафу вначале при температуре 60...70°С в течение 20...30 минут, затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230...260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 40...60 минут, после чего охлаждают на воздухе.
Заявленный способ соответствует критериям «новизна», «промышленная применимость» и «изобретательский уровень», так как он относится к металлургии, в частности к производству изделий из углеграфитовых материалов, и отсутствует источник информации, из которого были бы известны отличительные признаки заявленного технического решения, а именно нанесение защитного покрытая, содержащего по массе 30...85% - нитрид кремния, измельченного на фракции до 200 мкм, и вяжущее 15...70% с вязкостью 10...300 с, разбавленное этанолом до нужной консистенции и включающее по массе смесь 40...60% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5.10% и 40...60% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5...10%.
Заявленный способ в первом варианте реализуется следующим образом. С тщательным перемешиванием приготавливают смесь порошка нитрида кремния, измельченного на фракции до 200 мкм, и вяжущего 15...70% с вязкостью 10...300 с, разбавленного этанолом до нужной консистенции, включающего по массе 40...60% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5...10% и 40...60% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5...10%. Полученную смесь наносят на изделие методом окунания или кистью, дают стечь излишкам покрытия и помещают изделие в сушильный шкаф с температурой 60...70°С. При этой температуре изделие выдерживают в течение 20...30 минут, после чего температуру в шкафу поднимают до 220...260°С и через 40...60 минут вынимают изделие из шкафа и охлаждают на воздухе. При содержании нитрида кремния в защитном покрытии менее 30% существенно снижается прочность защитного покрытия, при содержании кремния выше 85% увеличивается неравномерность толщины покрытия и ухудшается адгезия.
Заявленный способ во втором варианте реализуется следующим образом. Подготавливают водный раствор сахарозы, для чего в дистиллированной воде необходимого объема растворяют пищевой свекольный сахар в пропорции 400...800 грамм на один литр воды. Изделие из углеграфитового материала окунают в водный раствор сахарозы и пропитывают в течение 4 - 5-ти минут, после чего извлекают из водного раствора сахарозы, дают стечь излишкам раствора и помещают в сушильный шкаф с температурой 110...120°С. При этой температуре изделие сушат в течение 10...15 минут. Затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230...260°С и при этой температуре выдерживают изделие в сушильном шкафу в течение 20...40 минут, после чего изделие охлаждают на воздухе. С тщательным перемешиванием приготавливают смесь порошка нитрида кремния, измельченного на фракции до 200 мкм, и вяжущего 15...70% с вязкостью 10...300 с, разбавленного этанолом до нужной консистенции и включающего по массе 40...60% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5...10% и 40...60% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислотыа 5...10%. Полученную смесь наносят на изделие методом окунания или кистью и помещают изделие в сушильный шкаф с температурой 60...70°С. При этой температуре изделие выдерживают в течение 20...30 минут, после чего температуру в шкафу поднимают до 220...260°С. Через 40...60 минут вынимают изделие из шкафа и охлаждают на воздухе. Пропитка водным раствором сахарозы повышает адгезию покрытия с пористым углеграфитовым материалом и нормализует поверхность изделия перед нанесением покрытия. Изделия из углеграфитового материала, не имеющего стабильную геометрическую форму, например, из ткани УРАЛ-Т-22 по ТУ6-06-21107-84, после пропитки приобретают жесткость, и потому при нанесении защитного покрытия отпадает необходимость в оправке.
Заявленный способ в третьем варианте реализуется следующим образом. Подготавливают суспензию для пропитки, включающую по весу 25...30% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5...10%, 25...30% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5...10% и 40...50% этанола. Изделие из углеграфитового материала погружают в полученную суспензию и пропитывают в течение 4 - 5-ти минут, после чего извлекают, дают стечь излишкам суспензии и помещают в сушильный шкаф с температурой 60...70°С. При этой температуре изделие сушат в течение 10...15 минут. Затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230...260°С и при этой температуре выдерживают изделие в сушильном шкафу в течение 20...40 минут, после чего изделие охлаждают на воздухе. С тщательным перемешиванием приготавливают смесь порошка нитрида кремния, измельченного на фракции до 200 мкм, и вяжущего 15...70% с вязкостью 10...300 с, разбавленного этанолом до нужной консистенции и включающего по массе смесь 40...60% раствора фенолоформальдегидной смолы 70...75%, дихлорпропанола 18...22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5...10% и 40...60% порошка из мелкодисперсионного графита 90...95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5...10%. Полученную смесь наносят на изделие методом окунания или кистью и помещают изделие в сушильный шкаф с температурой 60...70°С.При этой температуре изделие выдерживают в течение 20...30 минут, после чего температуру в шкафу поднимают до 220...260°С. Через 40...60 минут вынимают изделие из шкафа и охлаждают на воздухе. Пропитка изделия из углеграфитового материала повышает плотность поверхностного слоя изделия и улучшает адгезию защитного покрытия. Изделия из углеграфитового материала, не имеющего стабильную геометрическую форму, например, из ткани УРАЛ-Т-22 по ТУ6-06-21107-84, после пропитки приобретают жесткость, а потому при нанесении защитного покрытия отпадает необходимость в оправке.
При подготовке смеси для защитного покрытия возможно вместо нитрида кремния использование его смеси с карбидом кремния в пропорции на десять частей по весу нитрида кремния не более четырех частей карбида кремния.
Ниже приведены примеры реализации заявленных вариантов способа получения защитного покрытия на изделиях из углеграфитовых материалов.
Пример 1. Шайба из углеграфитового материала МГ-1 с наружным диаметром 50 мм, внутренним диаметром 30 мм и толщиной 10 мм. Приготавливают смесь для нанесения защитного покрытия. В вяжущее 30 частей по весу, включающее по массе смесь раствора фенолоформальдегидной смолы 75%, дихлорпропанола 20% и бензилового и/или изопропилового спирта 5%, добавляют 30 частей по весу порошка из мелкодисперсионного графита 95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуололсульфокислоты 5%, перемешивают с добавлением 35 частей мелкодисперсионного порошка нитрида кремния. Для достижения нужной консистенции добавляют этанол 5 частей. Смешивание составляющих производят путем тщательного перемешивания в растворомешалке. В небольшом объеме замазку можно готовить и на противне. Перемешивание осуществляют до достижения гомогенной смеси. Полученную смесь наносят на шайбу кистью. При одновременном изготовлении нескольких шайб покрытие наносят методом окунания. Шайбу с нанесенным покрытием устанавливают на поддон на 3...5 минут для отекания излишков смеси, при этом происходит выравнивание толщины защитного слоя. Далее шайбу устанавливают в камеру сушильного шкафа с температурой 70°С, при этой температуре выдерживают 20 минут, затем температуру в камере повышают до 250°С и через час из камеры извлекают готовое изделие, которое охлаждают на воздухе.
Пример 2. Конусный колодец из углеграфитовой ткани УРАЛ-Т-22 по ТУ 6-06-21107-84 высотой 30 см, большим диаметром 50 см, меньшим диаметром 40 см и толщиной 1,5 см. На шаблон, выполненный в виде полого усеченного конуса с соответствующими готовому изделию размерами, плотно наматывают несколько слоев ткани. Торцы ткани сшивают углеграфитовой нитью. В баке с объемом, достаточным для полного погружения шаблона с намотанной тканью, приготавливают водный раствор сахарозы путем растворения в дистиллированной воде пищевого сахара по ГОСТ 21-94 при соотношении 600 грамм сахара на литр воды. Погружают шаблон с тканью в водный раствор на 5 минут. Этого времени достаточно, чтобы ткань полностью пропиталась раствором. Через 5 минут после погружения шаблон с тканью вытаскивают из раствора и устанавливают на поддон с тем, чтобы стекли излишки раствора. Тем временем включают нагреватель сушильного шкафа и устанавливают температуру внутри его камеры 115°С. Шаблон с тканью устанавливают в камеру сушильного шкафа, включают вытяжную вентиляцию и при температуре 115°С выдерживают в течение 25 минут. За это время сахар карамелизуется и ткань приобретает жесткость и стабильную геометрическую форму - конусный колодец. Температуру в камере сушильного шкафа поднимают до 230°С и через 30 минут шаблон вытаскивают из шкафа и охлаждают на воздухе. Конусный колодец снимают с шаблона и на него наносят защитное покрытие. Приготавливают смесь для нанесения защитного покрытия. В вяжущее 30 частей по весу, включающее по массе смесь раствора фенолоформальдегидной смолы 75%, дихлорпропанола 20% и бензилового и/или изопропилового спирта 5%, добавляют 30 частей по весу порошка из мелкодисперсионного графита 95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуололсульфокислоты 5%, и перемешивают с добавлением 35 частей мелкодисперсионного порошка нитрида кремния. Для достижения нужной консистенции добавляют этанол 5 частей. Смешивание составляющих производят путем тщательного перемешивания в растворомешалке. В небольшом объеме замазку можно готовить в ведре или на противне. Перемешивание осуществляют до достижения гомогенной смеси. Полученную смесь наносят на конусный колодец кистью. При одновременном изготовлении нескольких изделий покрытие наносят методом окунания. Конусный колодец с нанесенным покрытием устанавливают на поддон на 3...5 минут для отекания излишков смеси, при этом происходит выравнивание толщины защитного слоя. Далее изделие устанавливают в камеру сушильного шкафа с температурой 70°С, при этой температуре выдерживают 20 минут, затем температуру в камере повышают до 250°С и через час из камеры извлекают готовое изделие, которое охлаждают на воздухе. Полученный конусный колодец используется для защиты углеграфитового тигля при выращивании кремниевых кристаллов по методу Чохральского.
Пример 3. Тот же конусный колодец из углеграфитовой ткани УРАЛ-Т-22 по ТУ 6-06-21107-84, что и в примере 2. На шаблон, выполненный в виде полого усеченного конуса с соответствующими готовому изделию размерами, плотно наматывают несколько слоев ткани. Торцы ткани сшивают углеграфитовой нитью. В баке с объемом, достаточном для полного погружения шаблона с намотанной тканью, подготавливают суспензию для пропитки, для чего в смесь, включающую 30 частей по весу смесь раствора фенолформальдегидной смолы 75%, дихлорпропанола 20% и бензилового и/или изопропилового спирта 5%, добавляют 30 частей по весу порошка из мелкодисперсионного графита 95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуололсульфокислоты 5%, тщательно перемешивают и добавляют 35...40 частей по весу этанола. Погружают шаблон с тканью в суспензию на 5 минут. Этого времени достаточно, чтобы ткань полностью пропиталась суспензией. Через 5 минут после погружения шаблон с тканью вытаскивают и устанавливают на поддон с тем, чтобы стекли излишки суспензии. Тем временем включают нагреватель сушильного шкафа и устанавливают температуру внутри его камеры 70°С. Шаблон с тканью устанавливают в камеру сушильного шкафа, включают вытяжную вентиляцию и при температуре 70°С выдерживают в течение 25 минут. За это время пропитка полимеризуется и ткань приобретает жесткость и стабильную геометрическую форму - конусный колодец. Температуру в камере сушильного шкафа поднимают до 230°С и через 30 минут шаблон вытаскивают из шкафа и охлаждают на воздухе. Конусный колодец снимают с шаблона и на него наносят защитное покрытие. Приготавливают смесь для нанесения защитного покрытия. В вяжущее 30 частей по весу, включающего раствор фенолоформальдегидной смолы 75%, дихлорпропанола 20% и бензилового и/или изопропилового спирта 5%, добавляют 30 частей по весу порошка из мелкодисперсионного графита 95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуололсульфокислоты 5%, перемешивают с добавлением 35 частей мелкодисперсионного порошка нитрида кремния. Для достижения нужной консистенции добавляют 5 частей этанола. Смешивание составляющих производят путем тщательного перемешивания в растворомешалке. В небольшом объеме замазку можно готовить в ведре или на противне. Перемешивание осуществляют до достижения гомогенной смеси. Полученную смесь наносят на конусный колодец кистью. При одновременном изготовлении нескольких изделий покрытие наносят методом окунания. Конусный колодец с нанесенным покрытием устанавливают на поддон на 3... 5 минут для отекания излишков смеси, при этом происходит выравнивание толщины защитного слоя. Далее изделие устанавливают в камеру сушильного шкафа с температурой 70°С, при этой температуре выдерживают 25 минут, затем температуру в камере повышают до 250°С и через час из камеры извлекают готовое изделие, которое охлаждают на воздухе. Полученный конусный колодец используется для защиты углеграфитового тигля при выращивании кремниевых кристаллов по методу Чохральского.
В сравнении с прототипом, заявленный способ отличается меньшими временными затратами (2,5...3 часа вместо 2-х...3-х суток) и, естественно, меньшими энергетическими затратами, а полученное защитное покрытие отличается высокой адгезией и обеспечивает защиту изделий из углеграфитового материала в атмосфере кремниевых паров в технологических процессах производства полупроводниковых материалов. Второй вариант и третий варианты заявленного способа нанесения защитного покрытия позволяют повысить качество покрытия на пористых углеграфитовых материалах и нанести защитное покрытие на изделия с отсутствием стабильной геометрической формы, например, изделий из углеграфитовой ткани.

Claims (3)

1. Способ получения защитного покрытия на изделиях из углеграфитовых материалов, включающий нанесение защитного покрытия, сушку и термообработку, отличающийся тем, что на изделие наносят слой защитного покрытия, содержащего по массе 30-85% - нитрид кремния, измельченный на фракции до 200 мкм, и вяжущее 15-70% с вязкостью 10-300 с, разбавленное этанолом до нужной консистенции, включающее по массе смесь 40-60%-ного раствора фенолоформальдегидной смолы 70-75%, дихлорпропанола 18-22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5-10% и 40-60% порошка из мелко дисперсионного графита 90-95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5-10%, далее изделие сушат в сушильном шкафу вначале при температуре 60-70°С в течение 20-30 мин, затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230-260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 40-60 мин, после чего охлаждают на воздухе.
2. Способ получения защитного покрытия на изделиях из углеграфитовых материалов, включающий нанесение защитного покрытия, сушку и термообработку, отличающийся тем, что вначале осуществляют пропитку в течение 5-10 мин водным раствором сахарозы с содержанием сахара 40-80%, затем после пропитки водным раствором сахарозы осуществляют сушку изделия в сушильном шкафу при температуре 110-120°С в течение 10-15 мин, после чего температуру в сушильном шкафу повышают до температуры 220-260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 20-40 мин, далее изделие охлаждают до комнатной температуры, на изделие наносят слой защитного покрытия, содержащего по массе 30-85% - нитрид кремния, измельченный на фракции до 200 мкм, и вяжущее 15-70% с вязкостью 10-300 с, разбавленное этанолом до нужной консистенции и включающее по массе смесь 40-60%-ного раствора фенолоформальдегидной смолы 70-75%, дихлорпропанола 18-22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5-10% и 40-60% порошка из мелкодисперсионного графита 90-95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5-10%, далее изделие сушат в сушильном шкафу вначале при температуре 60-70°С в течение 20-30 мин, затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230-260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 40-60 мин, после чего охлаждают на воздухе.
3. Способ получения защитного покрытия на изделиях из углеграфитовых материалов, включающий нанесение защитного покрытия, сушку и термообработку, отличающийся тем, что вначале осуществляют пропитку в течение 5-10 мин в суспензии, включающей по весу 25-30%-ного раствора фенолоформальдегидной смолы 70-75%, дихлорпропанола 18-22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5-10%, 25-30% порошка из мелкодисперсионного графита 90-95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5-10% и 40-50% этанола, после пропитки изделие сушат в сушильном шкафу вначале в течение 15-20 мин при температуре 60-70°С, затем в течение 30-50 мин при температуре 220-260°С, далее изделие охлаждают до комнатной температуры и на изделие наносят слой защитного покрытия, содержащего по массе 30-85% - нитрид кремния, измельченный на фракции до 200 мкм, и вяжущее 15-70% с вязкостью 10-300 с, разбавленное этанолом до нужной консистенции и включающее по массе смесь 40-60% раствора фенолоформальдегидной смолы 70-75%, дихлорпропанола 18-22% и бензилового и/или изопропилового спирта 5-10% и 40-60% порошка из мелкодисперсионного графита 90-95% и паратолуолсульфохлорида и/или толуолсульфокислоты 5-10%, далее изделие сушат в сушильном шкафу вначале при температуре 60-70°С в течение 20-30 мин, затем температуру в сушильном шкафу повышают до 230-260°С и при этой температуре выдерживают изделие в течение 40-60 мин, после чего охлаждают на воздухе.
RU2006115206/03A 2006-05-02 2006-05-02 Способ получения защитных покрытий на изделиях из углеграфитовых материалов (варианты) RU2320614C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115206/03A RU2320614C2 (ru) 2006-05-02 2006-05-02 Способ получения защитных покрытий на изделиях из углеграфитовых материалов (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115206/03A RU2320614C2 (ru) 2006-05-02 2006-05-02 Способ получения защитных покрытий на изделиях из углеграфитовых материалов (варианты)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006115206A RU2006115206A (ru) 2007-11-27
RU2320614C2 true RU2320614C2 (ru) 2008-03-27

Family

ID=38959793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006115206/03A RU2320614C2 (ru) 2006-05-02 2006-05-02 Способ получения защитных покрытий на изделиях из углеграфитовых материалов (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2320614C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458888C1 (ru) * 2011-03-11 2012-08-20 Вячеслав Максимович Бушуев Способ получения защитных покрытий на изделиях с углеродсодержащей основой

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458888C1 (ru) * 2011-03-11 2012-08-20 Вячеслав Максимович Бушуев Способ получения защитных покрытий на изделиях с углеродсодержащей основой

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006115206A (ru) 2007-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101025710B1 (ko) 열구조적 복합 재료의 규소화 방법 및 그 방법으로 얻어진 부재
KR101810238B1 (ko) 탄소/탄소 복합재료의 내산화 코팅방법, 카본 히터 및 조리기기
CN110258131A (zh) 一种固化碳毡防护涂层
CN106495745B (zh) 一种β-硅酸钇晶须增韧硅酸钇/YAS涂层的制备方法
CN112537962B (zh) 一种SiC涂层的制备方法
RU2011107880A (ru) Способ получения неприлипающего покрытия на основе карбида кремния
CN113788703B (zh) 通过碳源改性和反应熔渗制备硅化石墨的方法及硅化石墨
US4299881A (en) Graphitic molded article with corrosion-resistant surface layer stable under stress
CN108083832A (zh) 一种C/C-HfC复合材料的高效低成本近净成形制备方法
RU2320614C2 (ru) Способ получения защитных покрытий на изделиях из углеграфитовых материалов (варианты)
CN113026369B (zh) 一种可瓷化涂层包覆纤维及其制备方法和应用
CN110158309B (zh) 一种制备表面具有碳化硅涂层的碳纤维的方法
CN116144239A (zh) 一种酚醛树脂基热防护涂层及其制备方法
CN108975916B (zh) 一种高导电性陶瓷材料的制备方法
JPH05279155A (ja) 物体の表面を改質する方法
US20040258839A1 (en) Oxidation protective multiple coating method for carbon/carbon composites
CN110451976A (zh) 一种碳化硅复合材料及其制备方法
US20040258919A1 (en) Oxidation protective coating method for carbon/carbon composites
JPS6311381B2 (ru)
JP4363905B2 (ja) 炭素系複合材料
JP5514455B2 (ja) 3次元の空隙形状を有する構造体上にリン酸カルシウム化合物を被覆する処理方法と該構造体の製造方法
CN110975904B (zh) 一种CFs@TiC/TiO2复合材料及其制备方法和应用
KR20120024336A (ko) 저온 실리콘카바이드 코팅층 형성 방법
CN112647064B (zh) 一种金属网表面的碳化方法
JP2968477B2 (ja) 非酸化物系セラミック繊維強化セラミックス複合材料の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080503