[發(fā)明專利]一種高純氧化硅陶瓷的燒結(jié)工藝

在審

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• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112250427A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏玲富;朱曉玢;鄧曉星;應(yīng)桂鶴;楊志俊;段翠道;王瑜佳
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州晶瓷超硬材料有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B35/645
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種高純氧化硅燒結(jié)工藝，其包括球磨、噴霧造粒、壓制成型以及等熱靜壓燒結(jié)而成，其中熱靜壓燒結(jié)工藝是將壓制成型的氧化鋁陶瓷預(yù)制件置于不銹鋼容器中，并在惰性氣氛中，溫度為200?300℃條件下等熱靜壓處理10?30mins，制得所述高純氧化硅。本申請的高純氧化硅陶瓷的燒結(jié)工藝采用等熱靜壓燒結(jié)工藝處理高純氧化硅陶瓷，有效地在高溫下施加等靜壓力，能在較低的燒成溫度(僅為熔點的50％～60％)下，且在較短的時間內(nèi)得到各相完全同性、各項性能均有顯著的提高的高純氧化硅陶瓷，是一種節(jié)能綠色環(huán)保的燒結(jié)工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高純氧化硅燒結(jié)工藝，屬于陶瓷領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的燒結(jié)工藝包括無壓燒結(jié)和熱壓燒結(jié)工藝，采用熱壓燒結(jié)工藝可以在比無壓燒結(jié)低的溫度下獲得致密的陶瓷燒結(jié)體，且燒結(jié)時間短得多。但熱壓燒結(jié)是采取單向加壓，因而制品的形狀和尺寸要受到模具的限制，一般為圓柱狀或環(huán)狀。此外，單向加壓還使得熱壓燒結(jié)時坯體內(nèi)的壓力分布不均勻，特別是對于非等軸晶系的樣品。熱壓后片狀或柱狀晶粒嚴(yán)重取向，容易造成陶瓷燒結(jié)體在顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能上的各向異性。為了克服無壓燒結(jié)和熱壓燒結(jié)工藝所存在的這些缺陷，人們迫切希望開發(fā)出一種新的燒結(jié)工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高純氧化硅陶瓷的燒結(jié)工藝，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

所述一種高純氧化硅燒結(jié)工藝，其特征在于包括以下步驟：

按照質(zhì)量百分比稱取如下組分：納米級氧化鋁95wt％～98wt％，氧化鋯0.2wt％～1.0wt％，氧化鈣0.5wt％～1.0wt％，氧化鉬0.3wt％～1.0wt％以及分散劑0.1wt％～2.0wt％；

球磨：將上述的各組分經(jīng)一級球磨處理、二級球磨處理和三級球磨處理，處理條件為

一級球磨處理：將納米級氧化鋁置于球磨機(jī)中，并在轉(zhuǎn)速為1000-2000r/mins條件下球磨10-30mins,

二級球磨處理：之后加入氧化鋯、氧化鈣以及分散劑在轉(zhuǎn)速為2000-3000r/mins條件下球磨10-30mins，

三級球磨處理：最后加入氧化鉬在轉(zhuǎn)速為500-1000r/mins條件下球磨10-30mins；

噴霧造粒：向三級球磨后的混合物中加入消泡劑并在離心式噴霧干燥塔中進(jìn)行造粒得粒料；

壓制成型：采用干壓成型機(jī)將粒料進(jìn)行壓制成型得氧化鋁陶瓷預(yù)制件；

等熱靜壓燒結(jié)：將壓制成型的氧化鋁陶瓷預(yù)制件置于不銹鋼容器中，并在惰性氣氛中，溫度為200-300℃條件下等熱靜壓處理10-30mins，制得所述高純氧化硅。

可選地，所述納米級氧化鋁的大小為10-100nm。

可選地，所述選自分散劑選自硅藻土。

可選地，所述高純氧化鋁陶瓷抗壓強(qiáng)度≥1000Mpa，抗彎強(qiáng)度≥350MPa。

可選地，所述等熱靜壓燒結(jié)工藝中的惰性氣體選自氦氣。

可選地，所述等熱靜壓燒結(jié)工藝中的壓力為100-500Mpa。

可選地，所述等熱靜壓燒結(jié)工藝中將壓制成型的氧化鋁陶瓷預(yù)制件置于不銹鋼容器中，并在惰性氣氛中，溫度為200℃條件下等熱靜壓處理10mins，制得所述高純氧化硅。

所述的高純氧化鋁陶瓷于厚膜集成電路中的應(yīng)用。