[發明專利]一種高抗折強度氧化鈹陶瓷的制備方法

在審

• 申請號: 201810981846.6
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109053160A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 郭元;章波
• 申請（專利權）人: 蕪湖市元奎新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/08
• 分類號: C04B35/08;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 蘇友娟

本發明涉及一種高抗折強度氧化鈹陶瓷的制備方法，包括以下步驟：（1）以99BeO為原料，添加0.3?0.5wt%氧化鎂和0.5?1%的燒結助劑，添加去離子水，球磨20?24h，烘干；（2）將烘干后的原料添加10?20%的粘結劑，高壓成型，得陶瓷坯料；（3）對成型后的陶瓷坯料在空氣中燒結進行燒結，得高抗折強度氧化鈹陶瓷；所述的燒結助劑，按照重量份計，包括30?40份生滑石、50?60份長石、1份氧化鈰、3?5份白炭黑、1?3份鈦白粉。本發明通過添加燒結助劑，燒結助劑采用生滑石、長石、氧化鈰、白炭黑和鈦白粉，并且其進行除雜和燒結處理，使得得到的燒結助劑具有優良的性能，能夠有效的降低氧化鈹陶瓷的燒結溫度，提高熱導率和機械性能。

技術領域

本發明涉及一種高抗折強度氧化鈹陶瓷的制備方法，屬于無機陶瓷材料領域。

背景技術

BeO陶瓷由于具有高導熱、高熔點、高強度、高絕緣性、高的化學性和熱穩定性、低介電常數、低介質損耗及良好的工藝適應性等特點，廣泛應用于微電子器件、功率模塊大功率電阻基板、電力電子管殼等產品中，在電子信息裝備中也多有應用。但氧化被陶瓷晶粒尺寸的不均勻和致密度較難提高，影響到BeO陶瓷材料的熱學性能和力學性能，致使它的使用壽命和更廣泛的應用受到制約。氧化被陶瓷的熱導率、介電常數、介質損耗等關鍵參數的優劣與氧化被陶瓷的純度、密度緊密相關。一般而言，純度越高，氧化被陶瓷的性能越好，但是高純的氧化被陶瓷很難燒結，燒結溫度非常高，一般要在其配方中添加少量的摻雜劑來降低其燒成溫度，改善其燒結性能。目前被用作摻雜劑以降低氧化被陶瓷的燒結溫度的材料主要有氧化鋁、氧化鎂和二氧化硅等。但多數含有摻雜劑的氧化鍍陶瓷材料都是采用一元或二元的摻雜劑，即只含氧化鋁、氧化鎂和二氧化硅中的一種或兩種摻雜劑，這種一元或二元的摻雜劑摻雜的氧化被陶瓷材料的燒結溫度高、陶瓷材料熱導率也不理想，室溫熱導率通常在240W/m·k以下。授權公告號CN101182189B，發明名稱：多元摻雜的高性能氧化被陶瓷材料及制備方法，多元摻雜的高性能氧化被陶瓷材料，除氧化鍍外，還包括0.2-6％質量的多元摻雜劑；所述多元摻雜劑由MgO、A1₂O₃、SiO₂、CaO.ZnO和稀土氧化物組成，通過溶膠一凝膠法制備多元摻雜劑，然后與高純氧化鍍原料混合、成型、高溫燒結后得到本發明的多元摻雜的高性能氧化被陶瓷材料。該發明提供的多元摻雜的高性能氧化鍍陶瓷材料具有較低的燒結溫度、更高的密度、熱導率和機械性能；其微觀結構具有致密、晶粒均勻、氣孔少的特點。其制備方法工藝簡單、生產成本較低，且具有良好的重復性，適合于工業化生產。該發明存在制備方法復雜，導致其成本高。

發明內容

本發明提供了一種高抗折強度氧化鈹陶瓷的制備方法，解決了現有氧化鈹陶瓷制備方法復雜、制備的陶瓷強度和熱導率不是很好等問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種高抗折強度氧化鈹陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)以99BeO為原料，添加0.3-0.5wt％氧化鎂和0.5-1％的燒結助劑，添加去離子水，球磨20-24h，烘干；

(2)將烘干后的原料添加10-20％的粘結劑，高壓成型，得陶瓷坯料；

(3)對成型后的陶瓷坯料在空氣中燒結進行燒結，得高抗折強度氧化鈹陶瓷；所述的燒結助劑，按照重量份計，包括30-40份生滑石、50-60份長石、1份氧化鈰、3-5份白炭黑、1-3份鈦白粉。

進一步，本發明的一種優選方案：所述的高壓成型的壓力為20-30MPa。

進一步，本發明的一種優選方案：所述的粘結劑為羧甲基纖維素。

進一步，本發明的一種優選方案：所述的燒結具體為：以1℃/min的速率緩慢升溫至230℃，保溫2小時，然后以2℃/min，升溫至500℃，保溫2小時，5℃/min升至1650℃保溫4小時燒結，然后隨爐冷卻。