[發(fā)明專利]靜電耗散陶瓷材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710071983.8
• 申請日: 2007-04-03
• 公開（公告）號: CN101279845A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡忠輝;李新江;劉永濤
• 申請（專利權(quán)）人: 胡忠輝
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/10;C04B35/64;H01B1/18
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷材料的技術(shù)領(lǐng)域，該陶瓷材料具有靜電電荷安全放電的靜電耗散性能。

背景技術(shù)

靜電在人們的日常生活和生產(chǎn)工作中無處不在，只要存在相互摩擦、接觸和分離，就必然會產(chǎn)生靜電和靜電釋放。

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的時代，各種微電子、光電子器件的應(yīng)用日益廣泛，靜電釋放(ESD)會改變半導(dǎo)體元件的電性能，降低其性能甚至造成破壞。靜電釋放會引起電子系統(tǒng)的紊亂，造成儀器設(shè)備故障或失靈。此外，靜電釋放產(chǎn)生靜電火花，成為易燃易爆品生產(chǎn)中的安全隱患，靜電電荷還吸附灰塵，污染環(huán)境。因此，靜電釋放在各工業(yè)領(lǐng)域造成巨大的經(jīng)濟損失，據(jù)統(tǒng)計，每年僅電子工業(yè)中因靜電釋放所造成的經(jīng)濟損失就達千億美元。

目前，靜電危害已引起人們的高度重視，對靜電保護的要求也越來越高。目前應(yīng)用和研究最多的防靜電材料，大多是在聚合物中添加金屬和碳黑等導(dǎo)電材料制成，無法滿足一些工裝、工具對制造材料的強度和硬度要求，也難以解決這些材料自身存在的易老化、耐磨性差、耐腐蝕性差等問題。而目前銷售的靜電耗散陶瓷制品，都是在氧化鋯基體中添加氧化物導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料作為電阻調(diào)節(jié)劑，產(chǎn)品機械物理性能較差，生產(chǎn)技術(shù)難度高，成本高，導(dǎo)致產(chǎn)品價格非常昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種靜電耗散陶瓷，通過在氧化鋯或氧化鋁或氧化鋯和氧化鋁混合物基體中添加碳化鈦作為電阻調(diào)節(jié)劑，所用材料為(1)氧化鋯含量70～90％重量百分比，碳化鈦含量10～30％重量百分比；(2)氧化鋁含量70～90％重量百分比，碳化鈦含量10～30％重量百分比；(3)氧化鋯含量20～60％重量百分比，氧化鋁含量20～60％重量百分比；碳化鈦含量10～30％重量百分比。經(jīng)混合、成型、燒結(jié)制成靜電耗散陶瓷，材料表面電阻率為10⁵～10¹⁰Ω/

本發(fā)明所制造的靜電耗散陶瓷，制造工藝簡單，性能穩(wěn)定，可按如下方法進行制造：

第一步，將基體材料與碳化鈦按70～90∶30～10重量比例混合均勻；

第二步，對混合好的粉料進行機械或人工造粒；

第三步，將造粒粉在液壓機、冷等靜電機或采用粉末注射成型、擠出成型等方法進行成型；

第四步，將成型后的坯件放入真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空環(huán)境或氬氣氣氛保護條件下，逐步升溫?zé)Y(jié)；在燒成溫度1550℃～1750℃時，保溫1～2小時，即獲得靜電耗散陶瓷；、

第五步，按制造零件的技術(shù)要求，進行適當(dāng)?shù)募庸ぃ吹玫骄哂徐o電耗散性能的零件(如各種工具、工裝、電子元件等)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和效果：

(1)、所制造的靜電耗散陶瓷，其靜電耗散性能穩(wěn)定、不變；

(2)、與以氧化物半導(dǎo)體材料作為電阻調(diào)節(jié)劑的靜電耗散陶瓷相比，具有更好的機械物理性能，如硬度高、強度高、沖擊韌性高和斷裂韌性高等優(yōu)點；

(3)、對生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)環(huán)境的要求相對較低，易于生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制造的靜電耗散陶瓷測量基板示意圖。

圖2是本發(fā)明制造的靜電耗散陶瓷檢測盤片示意圖。

圖3是防靜電防磁調(diào)試批示意圖。

具體實施方法

實施例1

(1)混料：78％的氧化鋁粉和22％的碳化鈦粉一起放入行星式混粉機中，充分混合均勻；

(2)將混合好的粉料進行造粒；

(3)用加工好的模具在液壓機上壓制成型；

(4)將壓制好的坯件放入石墨坩堝中，埋上石英粉，一起放入真空燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，在真空環(huán)境下逐步加溫，燒成溫度為1680℃，保溫2小時，再逐漸降溫，至室溫后取出；

(5)對燒成毛坯的兩端面采用金剛石砂輪磨削。

經(jīng)電性能檢測，產(chǎn)品表面電阻率為7.5×10⁸Ω/該產(chǎn)品可用作測量基板或半導(dǎo)體材料生產(chǎn)用托板。

實施例2

(1)混料：41.5％的氧化鋯粉，40％的氧化鋁粉和18.5％碳化鈦粉，放入行星式混粉機中，充分混合均勻；

(2)將混合好的粉料加入一定比例的有機膠粘劑；

(3)用按零件外形尺寸設(shè)計制造的模具，在注射機上進行注射成型；

(4)對注射成型的坯件進行萃取和脫膠處理：

(5)將坯件放入石墨坩堝中，埋上石英粉，一起放入真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空條件下加熱至650℃，再充入氬氣，逐步加溫至1600℃，保溫1小時，逐步降溫至室溫后取出；

(6)對工件兩端面按圖紙要求進行磨削加工。