[發(fā)明專利]一種絕緣散熱型納米陶瓷材料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711280800.3
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108191429A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳娜;趙斌
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波市河清源技術(shù)轉(zhuǎn)移服務(wù)有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/626
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本發(fā)明公開了一種絕緣散熱型納米陶瓷材料的制備方法，丙烯酰胺、亞甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸銨、Cu?BTC?SiO₂納米材料、氧化鋯、二氧化硅、氧化鋯、四甲基氫氧化銨、過硫酸銨為主要原料，由于Cu?BTC?SiO₂納米材料粒徑小,相應(yīng)的,其比表面積大,可以使得材料的燒結(jié)致密化程度提高,使得材料的組成結(jié)構(gòu)更為致密,而填充氧化鋯粉體顆粒間的空隙,在燒結(jié)時,同樣可以使得材料致密、均勻,從而提高材料的強(qiáng)度，本發(fā)明通制備的納米復(fù)合陶瓷具有優(yōu)異導(dǎo)熱性的同時，也具備良好的絕緣性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種絕緣散熱型納米陶瓷材料的制備方法，屬于陶瓷制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

LED被稱為第四代光源,具有節(jié)能、環(huán)保、安全、低能耗、高亮度等優(yōu)點,在日常生活中被廣泛使用,燈體本身的散熱性能至關(guān)重要,直接影響到燈具的使用壽命和照明效果。現(xiàn)有的散熱材料主要有金屬鋁及鋁合金、氧化鋁陶瓷、導(dǎo)熱塑料等。鋁及鋁合金導(dǎo)熱率高,但散熱性能不如氧化鋁陶瓷和導(dǎo)熱塑料,而且鋁及鋁合金是電的良導(dǎo)體,作為散熱器有一定的安全隱患。而陶瓷散熱材料具有絕緣、耐熱、熱膨脹系數(shù)低、穩(wěn)定等特性,使散熱器抗高壓、不變形、不氧化且與芯片具有相近的熱膨脹系數(shù),但陶瓷基片導(dǎo)熱系數(shù)低,不能滿足大功率的散熱需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種絕緣散熱型納米陶瓷材料及其制備方法,通過該方法制備的材料具有優(yōu)異的散熱效果。

一種絕緣散熱型納米陶瓷材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、將2份丙烯酰胺、5份亞甲基丙烯酰胺和10份聚丙烯酸銨加水混合,并調(diào)節(jié)值至9,得到預(yù)配液；

步驟2、再將45份Cu-BTC-SiO₂納米材料、100份氧化鋯和3份助熔劑二氧化硅加入到球磨罐中,然后加入預(yù)配液球磨混合30小時,得到漿料；

步驟3、向上述漿料中加入2份四甲基氫氧化銨和3份過硫酸銨,將漿料凝膠注模成型,再以3℃/min的升溫速率從室溫升溫至1450℃,并在1450℃下保溫?zé)Y(jié)2小時；

步驟4、將上述燒結(jié)產(chǎn)物從常溫常壓升溫升壓4小時至溫度1450℃壓力為120MPa,并在1450℃、120MPa的條件下進(jìn)行熱等靜壓處理4小時,再降溫降壓3小時至常溫常

壓,得到絕緣散熱型陶瓷。

所述的Cu-BTC-SiO₂納米材料制備方法如下：

步驟1、將10份二氧化硅粉、0.3份聚丙烯酸鈉、19.4份茨烯、2.9份叔丁醇和0.5份氧化釔混合放入燒瓶中,在75℃下均勻攪拌,得到漿料；

步驟2、將漿料倒入模具中,在-16℃下放置,得到成型為柱狀的二氧化硅陶瓷顆粒塑坯；

步驟3、將二氧化硅陶瓷顆粒塑坯先在-16℃下放置12h,然后將其放入冷凍干燥機(jī)中在-60℃條件下干燥6h,最后以4℃/min的速度升溫進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),升溫至1000℃,保溫3h,冷卻后得到多孔二氧化硅陶瓷載體；

步驟4、2份均苯三甲酸與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乙醇溶液25份混合,攪拌均勻,得到有機(jī)配體溶液，取5份多孔二氧化硅陶瓷載體放入上述制得的有機(jī)配體溶液中,浸泡12h,抽濾,將過濾后所得樣品放入25份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乙醇溶液中,加入4.8份三水硝酸銅,攪拌均勻,在80℃下反應(yīng),過濾、清洗,并在100℃下烘干處理,得到多孔二氧化硅陶瓷負(fù)載Cu-MOF，即納米材料Cu-BTC-SiO₂。