采用碳化硅作為光刻機(jī)等集成電路關(guān)鍵裝備用精密結(jié)構(gòu)件材料具有極大的優(yōu)勢。但是傳統(tǒng)的陶瓷制備工藝如注漿、干壓等很難實(shí)現(xiàn)諸如光刻機(jī)工作臺這類復(fù)雜部件的制備。為此，中國建材總院研發(fā)出一系列成型、燒結(jié)技術(shù)，解決了采用碳化硅材料制作此類部件的國產(chǎn)化問題。

碳化硅陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、高比剛度、高導(dǎo)熱系數(shù)、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)良性能，是一種理想的高性能結(jié)構(gòu)材料，但將其應(yīng)用于制備具有“大、厚、空、薄、輕、精”特點(diǎn)的光刻機(jī)等集成電路關(guān)鍵裝備用精密結(jié)構(gòu)件時(shí)，卻存在諸多的技術(shù)難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，比如如何實(shí)現(xiàn)中空、閉孔結(jié)構(gòu)，以達(dá)到高度輕量化、高模態(tài)的目標(biāo)；如何獲得顯微結(jié)構(gòu)均勻、性能穩(wěn)定的材料；如何實(shí)現(xiàn)大尺寸、復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的陶瓷部件的快速制備等。

中國建材總院在近凈尺寸成型工藝--凝膠注模成型的基礎(chǔ)上，開發(fā)出用于制備新型大尺寸、復(fù)雜形狀、高精度碳化硅陶瓷部件的工藝技術(shù)。首先分析陶瓷部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造出簡單或復(fù)雜的模具進(jìn)行凝膠注模成型，制備陶瓷部件素坯；然后對陶瓷部件素坯進(jìn)行精密加工，提高陶瓷部件尺寸精度及表面光潔度；最后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)得到制品。對于中空結(jié)構(gòu)碳化硅陶瓷部件則采用粘結(jié)工藝將陶瓷素坯單體部件粘結(jié)形成整體部件，然后放置到真空燒結(jié)爐中燒結(jié)得到所設(shè)計(jì)的碳化硅陶瓷部件。

該制備流程中的關(guān)鍵工藝包括凝膠注模成型工藝、陶瓷素坯加工工藝和陶瓷素坯連接工藝。其中，凝膠注成型工藝是制備碳化硅陶瓷部件的基礎(chǔ)，該工藝是一種精細(xì)的膠態(tài)成型工藝，可實(shí)現(xiàn)大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)坯體的高強(qiáng)度、高均勻性、近凈尺寸成型，在特種陶瓷材料制備領(lǐng)域獲得了廣泛的研究。陶瓷素坯加工工藝可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀陶瓷部件的快速、低成本、精密制造，有效提高陶瓷部件的尺寸精度及表面光潔度。陶瓷素坯連接工藝則可以實(shí)現(xiàn)中空陶瓷部件的制備，主要采用陶瓷粘結(jié)劑將陶瓷單體部件進(jìn)行連接獲得整體中空部件。