1、mocvd（金属有机化学气相沉积）利用金属有机化合物和氢化物作为原料气体的一种热解cvd法，能够在较低温度下沉积gan、sic、inp、aln等单晶外延膜，在半导体工艺中有着广泛的应用。石墨基座盘作为上述单晶外延膜气相沉积的关键耗材，石墨优异的耐高温性、高导热性使石墨基座盘具有不可替代的作用。但实际生产中石墨基座盘耐腐蚀差、生产操作引起的磨损、石墨粉尘以及石墨微观孔隙容易吸附杂质气体造成外延单晶的纯度下降，影响半导体薄膜的质量。因此在实际生产很少采用纯石墨盘作为单晶外延薄膜的基底材料。基于上述石墨基座盘在mocvd使用过程中的缺陷，可通过涂层技术实现石墨基座部分性能的改善。sic具有优异的抗热震性能、耐气流冲刷、耐酸碱腐蚀性气体（h2、hc、nh3）侵蚀、致密结构能够抑制杂质气体渗透。sic的热膨胀系数约为4.5×10-6k，是陶瓷材料中与石墨热膨胀系数最接近的材料，sic涂层与石墨具有良好的相容性。石墨基座表面制备sic涂层能够有效保护石墨基座的磨损、防止腐蚀性气体的侵蚀和石墨粉尘的脱落，提高mocvd沉积单晶外延薄膜的纯度和质量，提高石墨基座的使用寿命，降低工艺成本。

　　2、然而，sic涂层与石墨基体之间的结合强度不高，导致sic涂层存在开裂脱落失效的风险，降低了石墨基座盘的使用寿命。针对此问题，现有技术cn114525495a利用nh3对石墨基座进行刻蚀，使石墨基体形成粗糙多孔表面，从而使sic涂层与石墨界面呈啮齿状，增大了sic涂层与石墨基体间的结合强度，但采用nh3对石墨基体处理造成基体多孔，一方面无法保证sic涂层的微观结构，可能导致涂层的致密度和均匀性无法得到保障，从而影响到涂层对基体的保护效果，另一方面处理后的石墨基体所具有的多孔性降低了sic涂层石墨基座盘的使用炉次。

　　1、本发明提供了一种带有碳化硅涂层的石墨材料及其制备方法和应用，用以解决目前石墨材料中涂层与基体结合强度不高、涂层致密性、均匀性不好、石墨材料使用寿命不长的技术问题。

　　3、一种带有碳化硅涂层的石墨材料的制备方法，包括以下操作：在石墨基材表面采用熔盐电沉积法制备碳化硅过渡层，再于所述碳化硅过渡层表面采用化学气相沉积法制备碳化硅外涂层，即得所述带有碳化硅涂层的石墨材料。

　　4、上述技术方案的设计思路在于，本技术方案在sic涂层的制备过程中，分别采用熔盐电沉积和化学气相沉积技术依次制备了碳化硅过渡层和碳化硅外涂层，熔盐电沉积法采用脉冲电流，脉冲电流对sic涂层与石墨基体界面结合强度主要体现在脉冲电流以正、负交替变换方向出现，涂层晶粒形核速率、生长速率下降，sic晶粒细小从而能够充分地在石墨基体表面微观缝隙形核长大，因此熔盐电沉积制备的碳化硅过渡层表面存在大量瘤状颗粒，因此与石墨基体、碳化硅外涂层之间均呈啮齿状结合，大幅提高了基体与涂层之间的结合强度，避免了单一采用化学气相沉积法制备的涂层与基体之间结合强度不佳的问题；同时，化学气相沉积制备的碳化硅外涂层具有高致密度性、高均匀性，以其作为石墨材料的最外层可避免单一采用熔盐电沉积制备的涂层表面微观形貌不佳的问题。本技术方案结合两种涂层制备技术的优势，通过两种技术协同效果制备得到了具有高结合强度、高匹配性、高致密度和高均匀性的sic涂层，带有该涂层的石墨材料石墨基座盘在用于mocvd工艺时既能保证半导体外延膜的纯度和质量，同时能够提高基座盘的使用炉次，降低生产成本。

　　5、作为上述技术方案的进一步优选，采用熔盐电沉积法制备碳化硅过渡层的具体步骤为：将碳源和硅源加入熔盐体系中加热至熔融态得到混合熔盐，以所述石墨基材作为阴极，将电极置于所述混合熔盐中并通入脉冲电流进行沉积。在熔盐电沉积过程中，熔盐体系中的碳源、硅源离子co32-、sif62-，在电流作用下逐渐向阴极材料石墨基座盘移动，co32-、sif62-离子在阴极表面发生物理吸附、化学吸附等物理化学过程；电子从阴极表面转移至离子表面，络合离子得到电子被还原为金属粒子；金属粒子通过上述步骤的不断累积，在阴极表面或者附近产生新相。碳化硅过渡层的电沉积机理如下：

　　10、作为上述技术方案的进一步优选，采用熔盐电沉积法制备碳化硅过渡层的过程中，沉积温度为800~1000℃，阴极电流密度为100~300ma/cm2，沉积时间为0.5~4h。在熔盐电沉积过程中，沉积温度和沉积电流大小的优化较为重要，不合适的沉积温度和沉积电流大小将导致碳化硅过渡层表面形成瘤状凸起，从而破坏后续碳化硅外涂层的微观结构和形貌表现，对石墨材料的使用寿命和物化性质产生不良影响。

　　11、作为上述技术方案的进一步优选，所述碳源包括na2co3、k2co3、caco3、nahco3和khco3中的至少一种，所述硅源包括na2sif6和k2sif6中的至少一种，所述熔盐体系包括nacl、kcl、cacl2、cscl、naf、kf和lif中的至少一种。

　　12、作为上述技术方案的进一步优选，所述混合熔盐中，熔盐体系、硅源和碳源之间的质量比为1：（0.05~0.5）：（0.03~0.2）。

　　13、作为上述技术方案的进一步优选，在石墨基材表面制得碳化硅过渡层后，石墨基材经过纯度≤1ppm的超纯水超声清洗3~6 h，并在真空干燥箱烘干后再用于碳化硅外涂层的制作。

　　14、作为上述技术方案的进一步优选，采用化学气相沉积法制备碳化硅外涂层的具体步骤为：将带有碳化硅过渡层的石墨材料置于化学气相沉积炉内升温，在设定温度下通入硅源气体和碳源气体进行沉积。

　　15、作为上述技术方案的进一步优选，所述硅源气体为sih4；所述碳源气体为ch4、c2h2、c2h4和c3h6中的至少一种；所述碳源气体的流量为0.5~20l/min，所述硅源气体的流量为0.5~20l/min。本优选方案以sih4作为化学气相沉积过程中的硅源气体，sih4在沉积温度下会发生热分解，分解所产生的氢气具有稀释作用并起到载气功能，可调节、抑制化学气相沉积的沉积速率，防止碳化硅外涂层沉积过快导致表面粗糙度过高或产生其他形貌缺陷。

　　16、作为上述技术方案的进一步优选，用化学气相沉积法制备碳化硅外涂层的过程中，沉积温度为850~1000℃，沉积时间为5~20h。

　　17、基于同一技术构思，本发明还提供一种带有碳化硅涂层的石墨材料，该石墨材料由上述制备方法制得，包括从内至外依次设置的石墨基材、碳化硅过渡层和碳化硅外涂层，所述碳化硅过渡层的厚度为5~20μm，所述碳化硅外涂层的厚度为50~100μm。

　　18、基于同一技术构思，本发明还提供一种上述带有碳化硅涂层的石墨材料的应用，该带有碳化硅涂层的石墨材料用于制作金属有机化学气相沉积工艺所使用的石墨基座盘。

　　20、本发明的带有碳化硅涂层的石墨材料碳化硅涂层与基体、碳化硅涂层之间均均有良好的结合强度和匹配度，且碳化硅涂层外表面致密性高、均匀性好，在作为mocvd工艺中石墨基座盘使用时，既能保证半导体外延膜的纯度和质量，又能够提高基座盘的使用炉次、降低生产成本，同时石墨材料制备方法简单，操作简便，无需复杂设备和苛刻条件即可生产，适于大规模产业化生产。

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　　1.精密/超精密加工技术 2.特种加工 3.超声/电火花复合加工 4.超声/激光复合加工 5.复合能量材料表面改性 6.航空航天特种装备研发

　　1. 先进材料制备 2. 环境及能源材料的制备及表征 3. 功能涂层的设计及制备 4. 金属基复合材料制备