專(zhuān)利名稱：改善較低溫度下二硅化鉬加熱元件使用壽命的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增加低溫時(shí)加熱元件使用壽命的方法，更具體的是鉬硅化物型和鉬鎢硅化物型加熱元件的使用壽命，包括此基礎(chǔ)材料的不同合金。具有這種性質(zhì)的元件由申請(qǐng)人以多種形式加工而成。
當(dāng)這類(lèi)元件在相對(duì)低溫下工作時(shí)，例如溫度在400-550℃左右時(shí)，沒(méi)有保護(hù)性的二氧化硅氧化層，所謂的玻璃皮(skin)形成，正如在高溫下使用此類(lèi)加熱元件的情況。此外，此類(lèi)元件會(huì)遭受所謂的有害攻擊(pestattack)，意味著在元件表面形成一MoO3和SiO2的非保護(hù)層。此混合物是多孔并且易分解的，導(dǎo)致此類(lèi)元件使用壽命的顯著縮短。
然而在許多應(yīng)用中，此類(lèi)加熱元件仍然是最好的選擇。這方面的一個(gè)例子可以在電路(electronic circuits)生產(chǎn)中的LPCVD(低壓化學(xué)氣相沉積)腔的加熱中找到。
一種改善此類(lèi)加熱元件低溫性質(zhì)的途徑是在大約1500℃或更高的溫度下預(yù)氧化此類(lèi)元件，以形成SiO2氧化層。此氧化層會(huì)減慢有害物(pest)的形成。有害物形成是由于MoSi2和O2形成了MoO3和SiO2。此氧化物混合物是相對(duì)多孔的，進(jìn)而對(duì)連續(xù)的氧化不會(huì)起保護(hù)作用。
然而，對(duì)于抵御有害物的形成，此類(lèi)方法不能提供令人滿意的保護(hù)。
另一種方法在瑞典專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)第0001846-5號(hào)中進(jìn)行了描述。此方法涉及在所述元件工作時(shí)，將元件周?chē)鷼夥罩械乃勘３衷诘退健４朔椒ㄌ峁┝藵M意的防護(hù)有害物形成的保護(hù)。
依據(jù)本發(fā)明的方法顯著的增加了此類(lèi)元件的使用壽命。
本發(fā)明涉及一種增加加熱元件使用壽命的方法，此類(lèi)元件的基本組成為鉬硅化物和此類(lèi)基礎(chǔ)材料合金，當(dāng)此類(lèi)元件在低溫下工作，比如溫度范圍400-600℃(含端值)，其中該方法的特征在于加熱元件材料包含Mo(Si1-xAlx)2，其中令此類(lèi)材料中包含足夠的鋁以明顯地阻止有害物形成。
本發(fā)明試圖增加加熱元件使用壽命，加熱元件的基本組成為鉬硅化物和此類(lèi)基礎(chǔ)材料合金，當(dāng)此類(lèi)元件在低溫下工作，比如溫度范圍為400-600℃(含端值)。此類(lèi)窯爐的例子已經(jīng)在上面提到。
鉬硅化物和此類(lèi)基礎(chǔ)材料的合金，指鉬硅化物例如可以與少量鎢合金化。
根據(jù)本發(fā)明，加熱元件的防護(hù)(resistance)材料包括Mo(Si1-xAlx)2，此材料包含足夠的鋁以顯著阻止有害物形成。
已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)當(dāng)此類(lèi)材料在所述溫度范圍內(nèi)工作時(shí)，沒(méi)有或只有很少數(shù)量的有害物形成。
這是由于在元件表面Al2O3的形成，進(jìn)而減少了有害物的形成，或引起所形成物的消失。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，x處在0.2-0.6范圍內(nèi)。當(dāng)實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)，與使用在所考慮溫度范圍內(nèi)的傳統(tǒng)元件相比，幾乎沒(méi)有有害物形成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例，x處在0.45-0.50范圍內(nèi)。當(dāng)實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)，沒(méi)有有害物形成時(shí)。申請(qǐng)人進(jìn)行了一個(gè)試驗(yàn)，其中一個(gè)此類(lèi)元件在450℃保持了12個(gè)月而沒(méi)產(chǎn)生有害物。這是非常驚奇的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，加熱元件材料最高含40％體積比的Al2O3。氧化鋁組成了機(jī)械元件-穩(wěn)定(mechanical element-stablishing)相。
權(quán)利要求
1.一種增加加熱元件壽命的方法，此類(lèi)元件主要包含鉬硅化物和此類(lèi)基礎(chǔ)材料的合金，當(dāng)所述元件在低溫工作時(shí)，例如溫度范圍400-600℃，其特征在于此類(lèi)加熱元件材料包含Mo(Si1-xAlx)2，其中所述材料含足夠的鋁以基本上阻止有害物形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于x處于0.2-0.6范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2方法，其特征在于x處于0.40-0.50范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3，其特征在于此加熱元件材料最高含40％體積百分比的Al2O3。
全文摘要
一種增加加熱元件壽命的方法，此類(lèi)元件主要包含鉬硅化物和此類(lèi)基礎(chǔ)材料的合金，當(dāng)所述元件在低溫工作時(shí)，例如在溫度范圍從400－600℃。本發(fā)明的特征在于加熱元件材料包含Mo(Si
文檔編號(hào)F27D99/00GK1466556SQ0181651
公開(kāi)日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2001年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者M·圣德比爾格, M 圣德比爾格 申請(qǐng)人:桑德維克公司