[發明專利]一種超高密度的陶瓷素坯制備方法

有效

• 申請號: 202011194721.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112297189B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 張樂;邵岑;康健;邱凡;趙超;陳浩
• 申請（專利權）人: 新沂市錫沂高新材料產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B28B3/00
• 分類號: B28B3/00;B28B13/02;B28B11/24;B28C3/00;C04B35/505;C04B35/58;C04B35/632;C04B35/634
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種超高密度的陶瓷素坯制備方法，先稱量陶瓷原料粉體進行球磨混合，球磨結束后過濾、烘干、過篩；然后將過篩后的陶瓷粉體與溶劑混合進行行星式攪拌，一段時間后加入增塑劑繼續攪拌，一段時間后再加入粘結劑繼續行星式真空攪拌；接著將陶瓷漿料通過濕法成型工藝制成素坯，原位干燥，再根據應用需求將陶瓷素坯進行自定義裁剪、堆疊；最后將陶瓷坯體依次進行溫等靜壓、脫脂排膠，得到超高密度的陶瓷素坯。本發明以形成三維網絡的方式得到組分分布均勻、無氣泡的超連續陶瓷漿料，采用原位固化的方式與空氣脫脂法制備出一體化、無分層的陶瓷素坯，所制備出的陶瓷素坯相對密度達到65％，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于先進陶瓷制備領域，具體涉及一種超高密度的陶瓷素坯制備方法。

背景技術

20世紀60年代，片式多層陶瓷電容器(Multilayer Ceramic Capacitors,MLCC)的出現，標志著電子信息產業邁上了新的臺階。伴隨著電子信息產業的技術突破，所有的電子產品都在不斷追求“輕、薄、短、小”，MLCC憑借此優勢，已經成為目前電容器市場應用最多的產品。

目前，在手機、電腦等各類電子設備中，MLCC已經成為不可或缺的組成，圍繞著5G通訊的發展前景下，MLCC在5G手機的應用需求量預計比4G手機增長50-200％，具有廣闊的市場前景。根據有關部門報道的數據顯示，預計2021年MLCC的市場規模將超過120億美元，MLCC產業在我國的產值將會高達630億元人民幣。可見，大力發展MLCC符合我國發展需求，具有重要意義。

但是，在MLCC實際生產過程中，坯體在燒結階段會出現形變、翹曲、開裂等缺陷。造成這種現象的根本原因是用于燒結MLCC器件的陶瓷素坯的初始密度偏低致使脫脂后的陶瓷素坯抗彎強度低。因此，制備具有超高密度的陶瓷素坯對MLCC的產業發展具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種超高密度的陶瓷素坯制備方法，能夠制備出無分層結構、無氣泡、高密度的陶瓷素坯。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種超高密度的陶瓷素坯制備方法，包括以下步驟：

(1)按照陶瓷組成化學式中各元素的化學計量比稱量陶瓷原料粉體，加入分散劑和溶劑，調節陶瓷漿料的固含量為48-60wt.％，其中分散劑添加量為陶瓷原料粉體質量的0.1-1wt.％；

(2)將配制好的陶瓷漿料與磨球按一定質量比混合后加入球磨罐中進行行星式球磨，轉速為120-220r/min，時間為15-35h；球磨結束后過濾、烘干、過篩；

(3)將過篩后的陶瓷粉體與溶劑按一定質量比混合后進行行星式攪拌，調節陶瓷漿料的固含量為48-60wt.％，轉速為1800-2600r/min，攪拌4-12h；

(4)將增塑劑加入到步驟(3)所制備的陶瓷漿料中，增塑劑加入量為陶瓷粉體質量的3.5-7wt.％，繼續行星式攪拌4-8h，轉速為1800-2600r/min；

(5)將粘結劑加入到步驟(4)所制備的陶瓷漿料中，粘結劑加入量為陶瓷粉體質量的3.5-8wt.％，繼續行星式真空攪拌30-48h，轉速為1800-2600r/min，調節真空度為0.15Mpa以下，調節漿料粘度為12000cps以上；

(6)將步驟(5)所制備的陶瓷漿料通過濕法成型工藝制成片狀或線狀的陶瓷素坯，原位干燥；再根據應用需求將陶瓷素坯進行自定義裁剪、堆疊；

(7)將步驟(6)所制備的陶瓷坯體進行溫等靜壓，溫等靜壓的壓力為30-80Mpa，溫度為60-95℃，保壓時間為3-15min；

(8)將步驟(7)得到的陶瓷坯體進行脫脂，脫脂升溫速率為0.5-5℃/min，溫度為550-900℃；脫脂后降溫速率為0.5-5℃/min，降溫至200℃，再自然降溫至室溫，即得到超高密度的陶瓷素坯。