[發(fā)明專利]高熱導(dǎo)率的低溫共燒陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210000721.3
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102515714A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李永祥;馬名生;劉志甫;王依琳;吳文駿
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/00
• 分類號: C04B35/00;C04B35/622
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

1.一種高熱導(dǎo)率的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述低溫共燒陶瓷材料由微晶玻璃、高熱導(dǎo)率的陶瓷填料和高熱導(dǎo)率的一維材料復(fù)合組成，其中，所述高熱導(dǎo)率的一維材料的重量百分含量為1～25wt%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述高熱導(dǎo)率的一維材料的重量百分含量為5～25wt%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述高熱導(dǎo)率的一維材料為AlN晶須、β-Si₃N₄晶須或碳納米管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述高熱導(dǎo)率的一維材料配置為連接高熱導(dǎo)率的陶瓷填料以形成三維網(wǎng)絡(luò)狀導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述低溫共燒陶瓷材料的熱導(dǎo)率為13.0?Wm^-1k^-1以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述低溫共燒陶瓷材料的熱導(dǎo)率為18.0?Wm^-1k^-1以上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述微晶玻璃的重量百分含量為25～40wt%。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述微晶玻璃為RO-M₂O₃-SiO₂系微晶玻璃，其中R?選自Ca、Mg、Ba、Sr、Zn中的至少一個，M選自B和Al中的至少一個。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，在所述微晶玻璃中，各組分的重量百分含量為25～50wt%SiO₂、5～35wt%RO和?10～50wt%M₂O₃。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述微晶玻璃在700～1000℃的溫度范圍內(nèi)析出晶體。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述微晶玻璃未粒徑為0.1～5?μm的粉體。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述高熱導(dǎo)率的陶瓷填料的重量百分含量為45～70wt%。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述高熱導(dǎo)率的陶瓷填料為AlN、β-Si₃N₄、金剛石、cBN、BCN或BeO。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，所述高熱導(dǎo)率的陶瓷填料為粒徑分布為1～15?μm的粉末狀顆粒。

15.根據(jù)權(quán)利要求1～14中任一項所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于，低溫共燒陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)為3.5～4.5×10^-6/℃；相對介電常數(shù)為6.0～7.5，1?MHz；介電損耗為1.5～3.5×10^-3，1?MHz；抗彎強度為200～226?MPa。

16.一種根據(jù)權(quán)利要求1～15中任一項所述的低溫共燒陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括：

將所述微晶玻璃的粉體、高熱導(dǎo)率的陶瓷填料和高熱導(dǎo)率的一維材料按所需配比配料，球磨混合均勻；以及

將所得混合物燒結(jié)得所述低溫共燒陶瓷材料，所述燒結(jié)的方法包括帶有氣氛保護的熱壓燒結(jié)、微波燒結(jié)、常壓燒結(jié)和SPS燒結(jié)。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括制備所述微晶玻璃的粉體的工序，包括：

將所述微晶玻璃含有的各氧化物原料按照組成配方在氧化鋁研缽中混合均勻，然后放入石英坩堝中；

將所述石英坩堝放入高溫熔爐中，從室溫以5～10℃/分鐘升至1300～1500℃，保溫1～2?小時，以得到均勻的玻璃液；

將所述玻璃液直接倒入冷的去離子水中，形成碎玻璃顆粒；以及

將所述碎玻璃顆粒球磨48～72?小時，烘干后得所述微晶玻璃的粉體。