[發(fā)明專利]一種功能陶瓷凝膠流延漿料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710104244.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106699192B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李專;肖鵬;劉鵬飛;劉洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/584
• 分類號(hào): C04B35/584;C04B35/81;C04B35/634;C04B35/63
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發(fā)明涉及功能陶瓷加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種吸波陶瓷凝膠流延漿料的制備方法。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的吸波陶瓷凝膠流延漿料，其原料以質(zhì)量百分比包括下述組分：氮化硅40?60％；氧化釔4?10％；氧化鋁2?5％；丙烯酰胺1?4％；N，N?亞甲基雙丙烯酰胺0.1?0.4％；六偏磷酸鈉0.2?1％；甘油4?10％；過(guò)硫酸銨1?4％；四甲基乙二胺0.5?2％；SiC晶須2?10％；余量為去離子水。本發(fā)明巧妙的將凝膠注模成型工藝和流延成型工藝結(jié)合在一起，通過(guò)嚴(yán)格控制各組分的含量，取得性能優(yōu)良的功能陶瓷凝膠流延漿料；本發(fā)明組分設(shè)計(jì)合理。制備工藝簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能陶瓷加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種吸波陶瓷凝膠流延漿料的制備方法。

背景技術(shù)

功能陶瓷是具有電、磁、聲、光、熱、力、化學(xué)或生物功能等的介質(zhì)材料。功能陶瓷材料種類繁多,主要包括鐵電、壓電、介電、熱釋電、半導(dǎo)體、磁性等功能各異的新型陶瓷材料。它是電子信息、集成電路、能源技術(shù)和國(guó)防軍工等現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。功能陶瓷及其新型吸波陶瓷對(duì)隱身技術(shù)的發(fā)展和綜合國(guó)力的增強(qiáng)具有重要的戰(zhàn)略意義。

吸波陶瓷材料是指有效吸收入射的電磁波，將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗，或使電磁波干涉相消，從而使目標(biāo)的回波強(qiáng)度顯著減弱的一類電磁陶瓷功能材料。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，吸波陶瓷材料促進(jìn)了隱身技術(shù)的發(fā)展，成為當(dāng)今各國(guó)隱身技術(shù)的重要研究方向。而吸波陶瓷材料是武器裝備系統(tǒng)的重要材料之一，目前正朝著“厚度薄、頻帶寬、質(zhì)量輕、吸收強(qiáng)”的方向發(fā)展。

目前，流延成型是一種比較成熟的，能夠獲得高質(zhì)量陶瓷薄片的成型方法。由于其成型機(jī)制中存在的缺點(diǎn)導(dǎo)致制備的坯體存在以下問(wèn)題：(1)密度低且存在密度梯度；(2)成型時(shí)間慢且強(qiáng)度低；(3)料將對(duì)工藝參數(shù)變化敏感，生坯內(nèi)容易產(chǎn)生裂紋、氣泡等缺陷；(4)坯體結(jié)合不充分，干燥、燒結(jié)時(shí)易起泡開(kāi)裂，脆性大，易彎曲變形，尺寸變化也較大。這樣，流延漿料的制備就很關(guān)鍵。現(xiàn)有的功能陶瓷漿料制備工藝是按配方依次將主溶劑、增塑劑、表面潤(rùn)滑劑、粘結(jié)劑及粉料加入球磨罐中進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間一般為20～48小時(shí)。

凝膠流延成型法制備的陶瓷薄片致密度高，氣孔少，成型面積大，而且電性能較好，因此相當(dāng)適合制備高強(qiáng)度高密度的功能陶瓷基板材料。凝膠流延成型法制備的功能陶瓷漿料的工藝是按配方依次將單體溶液、交聯(lián)劑、分散劑、塑化劑、阻聚劑、PH調(diào)節(jié)劑及粉料進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間一般為2～8小時(shí)。大大降低了漿料制備時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

現(xiàn)有的功能陶瓷凝膠流延成型工藝的主要難點(diǎn)就是能否制備出組分均勻、流變性能恰當(dāng)?shù)哪z流延漿料。粉料在凝膠流延漿料中的分散均勻性直接影響著素胚的質(zhì)量,從而影響材料的致密性、氣孔率和力學(xué)性能等一系列特性。因此，選擇合適的分散劑對(duì)于制備凝膠流延漿料就至關(guān)重要了。現(xiàn)有的分散劑中，磷酸脂、乙氧基化合物(如四甲基氫氧化銨)和鯡魚(yú)油在陶瓷粉料漿液中的分散效果較好。但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，上述分散劑用于凝膠流延法制備吸波陶瓷時(shí)，存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種功能陶瓷凝膠流延漿料及其制備方法，有效解決現(xiàn)有流延成型法制備功能陶瓷坯體密度低、脆性大、成型時(shí)間慢的問(wèn)題。

本發(fā)明一種功能陶瓷凝膠流延漿料；其原料以質(zhì)量百分比包括下述組分：

氮化硅40-60％；優(yōu)選為40-58％；進(jìn)一步優(yōu)選為40-55％；

氧化釔4-10％；優(yōu)選為4-8.5％；進(jìn)一步優(yōu)選為4-8.1％；

氧化鋁2-5％；優(yōu)選為2.4-5％；進(jìn)一步優(yōu)選為2.4-4.6％；

丙烯酰胺1-4％；優(yōu)選為1.4-3％；進(jìn)一步優(yōu)選為1.4-2.9％；

N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.1-0.4％；優(yōu)選為0.15-0.35％；進(jìn)一步優(yōu)選為0.14-0.29％；