[發(fā)明專(zhuān)利]一種氧化鋯陶瓷的金屬化表面及制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310057587.5
• 申請(qǐng)日: 2013-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103102180A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶應(yīng)啟;丁樞華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江亞通金屬陶瓷有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B41/88
• 分類(lèi)號(hào): C04B41/88
• 代理公司: 杭州九洲專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種氧化鋯陶瓷的金屬化制備方法，便于金屬化的氧化鋯陶瓷能與金屬材料進(jìn)行釬焊連接。

背景技術(shù)

氧化鋯陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、韌性好、比熱容和熱導(dǎo)率小等優(yōu)異性能，越來(lái)越多的應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工、紡織、航空航天、生物、電子等行業(yè)，在應(yīng)用過(guò)程中，氧化鋯陶瓷需要與金屬進(jìn)行連接。目前，氧化鋯陶瓷在使用過(guò)程中與金屬的連接，一般采用機(jī)械連接或直接使用活性焊料把氧化鋯陶瓷和金屬焊接在一起，機(jī)械連接強(qiáng)度雖然高，但應(yīng)用于真空或其他氣密器件上，機(jī)械連接的方式不能滿足器件高溫狀態(tài)的氣密性要求;采用活性焊料（如銀銅鈦釬焊料）直接把金屬和氧化鋯陶瓷在高溫下進(jìn)行釬焊，連接強(qiáng)度一般在50MPa左右。隨著氧化鋯陶瓷應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，很多器件不僅要求氧化鋯陶瓷與金屬的連接強(qiáng)度高，而且氣密性好，上述兩種技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的技術(shù)需求，必須研究更加可靠的技術(shù)，使氧化鋯陶瓷與金屬的連接兼具高強(qiáng)度和高氣密性的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種金屬化工藝制度容易控制，性能可靠，能有效提高氧化鋯陶瓷與金屬連接強(qiáng)度的氧化鋯陶瓷的金屬化表面及制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，所述的氧化鋯陶瓷的金屬化表面，它由如下的組分和重量配比組成：50～70%的Mo粉，11～19%的Mn粉，6～14%的SiO₂粉，0.2～2.5%的CaO，5～15%的75%氧化鋁瓷粉，0-4%的ZrO₂，0-5%的TiO2，上述組份的配比組成為百分之百。

本發(fā)明所述的75%氧化鋁瓷粉由如下組分和重量配比組成：73～79%的Al₂O₃，11～17%的SiO₂，0～5%的BaO，0.5～4%的CaO，0.5～2.5%的MgO，且上述配比的配比組成為百分之百。

本發(fā)明所述的Mo粉粒度≤2.5um，粒徑為0.5～1.8um的顆粒占Mo粉總重量的60～90wt%,Mo粒度較小有利于Mo粉與玻璃相充分潤(rùn)濕,同時(shí)提高金屬化層的抗拉強(qiáng)度和氣密性；

所述的錳粉純度≥99.5wt%，錳在金屬化過(guò)程中首先氧化形成MnO,是玻璃相的主要改性成份，使玻璃相與Mo顆粒表面有良好的浸潤(rùn)性，同時(shí)促進(jìn)金屬化層與陶瓷基體之間的原子擴(kuò)散；

所述的SiO₂粉雜質(zhì)含量≤0.1wt%，SiO₂是形成玻璃相的主要成份；

所述的ZrO₂粉雜質(zhì)含量≤0.1wt%；

所述的TiO₂粉雜質(zhì)含量≤0.1wt%；

一種如上所述氧化鋯陶瓷的金屬化表面制備方法，該方法由如下步驟組成：

1）按金屬化配方的比例稱(chēng)重、混合，置于高能球磨機(jī)中，在有機(jī)介質(zhì)下高能球磨180小時(shí)以上制成金屬化粉，磨球?yàn)楝旇蚧蜓趸X球，然后烘干、過(guò)篩備用；

2）用上述制備好的金屬化粉，加入適量的有機(jī)粘結(jié)劑，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢瑁媒z網(wǎng)印刷、移印、噴涂或筆涂等方式覆蓋在清潔好的氧化鋯陶瓷表面上，自然干燥或紅外線烘干均可；

3）覆蓋有金屬化粉的氧化鋯陶瓷在弱還原性氣氛保護(hù)下燒結(jié),氫氣露點(diǎn)在30±10℃范圍內(nèi),燒結(jié)溫度1350～1430℃,燒結(jié)保溫時(shí)間30～70min；

4）燒結(jié)好的產(chǎn)品經(jīng)鍍鎳即為氧化鋯陶瓷表面金屬化產(chǎn)品。

本發(fā)明所述金屬化表面的配方適用于不同穩(wěn)定劑氧化鋯陶瓷，如Y₂O₃、CeO₂、MgO、CaO作為穩(wěn)定劑氧化鋯陶瓷，對(duì)陶瓷的適用性強(qiáng)；

用本發(fā)明所述金屬化表面的配方進(jìn)行金屬化生產(chǎn)，工藝制度控制容易，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠；

用本發(fā)明所述金屬化表面的配方和工藝制備的陶瓷金屬化產(chǎn)品，金屬化層均勻、致密，與陶瓷的結(jié)合強(qiáng)度高且一致性好,用Φ3可伐合金棒三點(diǎn)式測(cè)抗拉強(qiáng)度，其平均抗拉強(qiáng)度值≥130MPa，漏氣率≤1×10^-11Pa.m³/s,金屬化層厚度在15～45um，鎳層厚度在2.0～6.5um，完全滿足精密器件對(duì)陶瓷金屬化產(chǎn)品的要求。

具體實(shí)施方式