[發(fā)明專利]高性能四組分導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310446050.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN103805822A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞏長生;任學(xué)美;宮伯昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東鵬程特種陶瓷有限公司
• 主分類號(hào): C22C29/00
• 分類號(hào): C22C29/00;C22C29/14;C22C1/05;C23C14/24
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)舟，具體涉及一種高性能四組分導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟及其生產(chǎn)工藝。?

背景技術(shù)

真空鍍膜技術(shù)是指在真空條件下將金屬、金屬化合物沉積到基材表面上的技術(shù)。主要功能包括賦予被鍍件表面高度金屬光澤和鏡面效果，在薄膜材料上使膜層具有出色的阻隔性能，提供優(yōu)異的電磁屏蔽和導(dǎo)電效果。該技術(shù)工藝先進(jìn)，科技含量高，廣泛的應(yīng)用于在電子、航空、能源、冶金、包裝等領(lǐng)域。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在聚脂、聚丙烯薄膜鍍鋁電容器、激光鍍鋁防偽商標(biāo)、顯像管屏幕鍍鋁、大規(guī)模集成電路電子束蒸鋁、非晶變壓器非晶帶材、包裝等行業(yè)的推動(dòng)下，真空蒸發(fā)鍍鋁行業(yè)迅速發(fā)展起來并日益壯大。而在真空鍍膜過程中，作為被鍍物質(zhì)的發(fā)熱部件（稱作蒸發(fā)舟）是一個(gè)關(guān)鍵易耗部件，必須具有下列性能：具有合適的電阻率和電阻溫度系數(shù)：其中蒸鍍鋁時(shí)的舟皿電阻率在400-2000μm·cm,其它應(yīng)用時(shí)為0.1-1Ω·m；優(yōu)良的耐熱性：如蒸鍍鋁的溫度在1450℃以上；優(yōu)良的耐熱沖擊性：在使用時(shí)舟皿必須經(jīng)受多次冷熱循環(huán),在通電的起始階段可能出現(xiàn)急熱；優(yōu)良的耐熔融金屬腐蝕性：具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度；在高溫下與被鍍金屬溶液有良好的潤濕性；高純度：特別在用于電子器件的真空鍍膜時(shí)；易機(jī)械加工；蒸發(fā)源材料的蒸氣壓極低；制造成本較低。?

目前國內(nèi)外市場上蒸發(fā)舟的主流產(chǎn)品BN-TiB₂（二組分）、BN-TiB₂-ALN（三組分）氮化硼基導(dǎo)電復(fù)合陶瓷蒸發(fā)舟。但是目前國內(nèi)復(fù)合導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟的研究起步較晚，受其技術(shù)和產(chǎn)量限制，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量存在很大缺陷，目前國內(nèi)雖然有少數(shù)幾家企業(yè)生產(chǎn)陶瓷導(dǎo)電蒸發(fā)舟，但生產(chǎn)規(guī)模小、質(zhì)量差、遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足蒸鍍薄膜生產(chǎn)的需要，其生產(chǎn)的陶瓷蒸發(fā)舟材料不夠致密，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻性差，與熔液的潤濕性差，因而使用壽命短、易炸、導(dǎo)電率變化波動(dòng)大，嚴(yán)重影響鍍膜質(zhì)量。遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場需求，大部分優(yōu)質(zhì)復(fù)合導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟還依賴進(jìn)口，嚴(yán)重限制了我國真空鍍膜行業(yè)的發(fā)展。本項(xiàng)目就是研制開發(fā)出真空鍍膜用氮化硼基導(dǎo)電復(fù)合陶瓷蒸發(fā)舟，替代國外進(jìn)口產(chǎn)品，滿足我國日益擴(kuò)大的真空鍍膜行業(yè)的需求。?

此外，氮化硼基導(dǎo)電復(fù)合陶瓷蒸發(fā)舟不僅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，而且具有極強(qiáng)的耐熔融金屬腐蝕性和耐化學(xué)藥品腐蝕性，它不僅可以用于真空鍍膜行業(yè)，而且是良好的電極材料，在自動(dòng)測量熔融金屬液面高度、腐蝕性電解質(zhì)的液面高度和流量領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)由于它的高溫性能優(yōu)良，在其他需要高溫導(dǎo)電的領(lǐng)域也可發(fā)揮它的作用。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高性能四組分導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟及其生產(chǎn)工藝，增強(qiáng)蒸發(fā)舟的抗熱沖擊能力和抗折強(qiáng)度，避免蒸發(fā)舟高溫下作業(yè)釋放熱應(yīng)力而引起的斷裂，增強(qiáng)蒸發(fā)舟對(duì)金屬的濕潤性，提高蒸發(fā)效率。增強(qiáng)蒸發(fā)舟的抗鋁溶液腐蝕能力，延長蒸發(fā)舟的工作壽命。?

本發(fā)明所述的一種高性能四組分導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟，以重量份數(shù)計(jì)，原料的各組成如下：?

BN：35-45%，TiB₂：40-50%，AlN：5-15%，Al：2-8%和改性劑：2-8%。?

改性劑添加量為Ni，CaCO₃或Y₂O₃中的一種或多種。改性劑能夠使導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟導(dǎo)電率均勻、穩(wěn)定以及與金屬溶液潤濕性良好。?

其中，Ni：0-2%，CaCO₃：0-2%，Y₂O₃：0-4%。?

所述的高性能四組分導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟的制備方法，如下：?

將原料和改性劑經(jīng)混合、造粒、裝模和燒結(jié)后，得到高性能四組分導(dǎo)電陶瓷蒸發(fā)舟。?

本發(fā)明添加金屬鋁粉，在熱壓燒結(jié)過程中，Al形成的液相，先填充了粉料之間的空隙，不但使得產(chǎn)品獲得高密度，同時(shí)還使粉料之間互相粘結(jié)緊密，提高材質(zhì)的抗熱沖擊能力，產(chǎn)品在高溫下使用不容易開裂。Al和BN在高溫下反應(yīng)生成一層陶瓷膜，將AlN包裹起來，有效地阻止AlN在高溫下的分解、提高產(chǎn)品的高溫耐腐蝕性，延長產(chǎn)品的使用壽命。?

所述的燒結(jié)采用密閉式中頻感應(yīng)熱壓燒結(jié)爐。使得產(chǎn)品燒結(jié)致密、結(jié)構(gòu)均勻。?

燒結(jié)爐內(nèi)溫度在常溫升至1200℃之間時(shí)，爐腔內(nèi)為真空狀態(tài)。因?yàn)楫?dāng)材料送入密閉式中頻感應(yīng)熱壓燒結(jié)爐內(nèi)后，由于材料以及爐腔內(nèi)有空氣，如果不清除掉，在高溫下會(huì)與材料產(chǎn)生氧化反應(yīng)，因此，當(dāng)爐溫由常溫升至1200℃之間，必須保證爐腔內(nèi)為真空狀態(tài)。?