[發明專利]一種用于導電坩堝的多元復相陶瓷材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810047410.6
• 申請日: 2008-04-22
• 公開（公告）號: CN101265107A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 傅正義;王為民;王皓;王玉成;張金詠;張帆;梅柄初;張清杰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/583;C04B35/56;C04B35/622
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬于復相陶瓷材料領域，具體涉及一種用于導電坩堝的多元復相陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

二硼化鈦(TiB₂)陶瓷具有熔點高(3200℃)、硬度高(3300Kg/mm²)、模量高(570GN/m²)、耐腐蝕等優點，而且是一種具有良好導電性的陶瓷，廣泛應用于高溫電極、高溫結構材料、抗沖擊部件、耐磨與耐腐蝕部件等領域。將導電的TiB₂陶瓷和非導電的陶瓷結合起來得到合適電阻率的復相陶瓷，可以制備導電坩堝，在包裝材料、多層膜電容器及顯象管金屬化等真空蒸鍍行業具有廣泛的應用，是真空蒸鍍行業的關鍵耗材。最初，人們將不同比例的非導電BN陶瓷引入，得到TiB₂-BN體系復相陶瓷，通過調控導電相和非導電相的比例獲得不同的電阻率。而且，BN陶瓷能夠提高蒸發坩堝的抗熱震性，并且使得蒸發坩堝容易加工。制備過程則采用熱壓燒結方法，溫度1400-1700℃，壓力為10-30MPa，見文獻[1]。但是，TiB₂-BN復相陶瓷導電坩堝存在高溫強度較差、容易吸潮等問題。文獻[2]在TiB₂-BN體系中引入了AlN陶瓷，采用1950℃、30MPa的熱壓燒結法得到TiB₂-BN-AlN復相陶瓷坩堝，提高了坩堝對鋁液的潤濕性，但是存在導電率不均勻、使用溫度降低等問題。文獻[3]在TiB₂-BN體系中引入了SiC陶瓷，采用熱壓法得到TiB₂-BN-SiC復相陶瓷坩堝，這種坩堝在800-1800℃之間使用時電阻率變化僅為4％，但是存在壽命縮短等問題。文獻[4]在TiB₂-BN體系中引入了Ca，采用熱壓法得到TiB₂-BN-CaO復相陶瓷坩堝，這種坩堝解決了吸潮問題，但是損失了坩堝的高溫性能和對鋁液的潤濕性。國內提出了混合法熱壓燒結TiB₂-BN-AlN復相陶瓷坩堝[5]、反應合成與熱壓燒結TiB₂-BN-AlN復相陶瓷坩堝[6]、無壓燒結BN復相陶瓷坩堝[7]、在金屬表面涂覆TiB₂陶瓷的金屬坩堝[8]等方法，仍然沒有解決國外專利存在的問題。

參考文獻：

[1]Klaus?Hunold，Alfred?Lipp，and?Klaus?Reinmuth：Refractory，electricallyconductive，mixed?materials?containing?boron?nitride?and?process?for?theirmanufacture，United?States?Patent，No.4,528,120。

[2]Charles?F.Jerabek：Bar?evaporation?source?having?improved?wettability，United?States?Patent，No.4,526,840。

[3]Edward?D.Parent?and?Thomas?B.McDonough：Electrically?conductive?boat?forvacuum?evaporation?of?metals，United?States?Patent，No.4,199,480。

[4]Jungling?Thomas：Material?for?aging-resistant?ceramic?vaporizers，UnitedStates?Patent，No.6,466,738。

[5]謝一心、邢維明、謝騰飛、邢程波：導電復合陶瓷蒸發舟的生產方法，中國專利申請號：200510040520.6。

[6]李敏超：導電復合陶瓷蒸發舟的制造工藝，中國專利申請號：86106491A。

[7]曾照強、胡曉清：無壓燒結制備氮化硼復合陶瓷蒸發舟的方法，中國專利申請號：99119429.2。

[8]李殿國、劉萬生、蘇啟、張虎寅：一種涂有二硼化鈦的坩堝及其制造方法，中國專利申請號：94115523.4。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電阻率均勻、抗熱震性好、耐金屬熔蝕性好的用于導電坩堝的多元復相陶瓷材料及其制備方法，該多元復相陶瓷材料用于導電坩堝，具有使用壽命長的特點。