CN104501603A - 新型节能陶瓷电容器烧结窑具及窑具材料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型节能陶瓷电容器烧结窑具及窑具材料的制造方法，属于电子配件领域。本发明窑具包括两层以上的窑具单元和连接在窑具单元之间的支撑，窑具单元采用氧化铝材料制成，氧化铝材料中加入使氧化铝具有高熔点且促进氧化铝烧结的氧化物。还提供了节能陶瓷电容器烧结窑具材料及其制造方法，包括以下以mol重量百分比计的成分：Al₂O₃90～97％，ZrO₂ 1～5％，MgO 0.5～3％，Y₂O₃ 0.5～3％，TiO₂ 1～5％。本发明的配方和工艺制造的高铝产品，完全满足使用要求，与原来的相比，重量减轻60％以上，产品合格率提高5％，降低能耗20％以上，生产成本降低10％以上。

Description

新型节能陶瓷电容器烧结窑具及窑具材料的制造方法

技术领域

本发明属于一种新型烧结窑具结构及此窑具使用的新材料，具体地说，尤其涉及一种新型节能陶瓷电容器烧结窑具及窑具材料的制造方法。

背景技术

在陶瓷电容器生产工艺中，高温烧结必不可少的一个重要工序。现在的烧结方式是采用刚玉莫来石匣钵以及在匣钵内侧面、底面放置氧化锆垫板作为隔离垫板，刚玉莫来石匣钵再放在含碳化硅的三明治棚板上，周围放上支柱再放另一层。这种方法存在的弊端是：1.重量大，一层重量达到10kg，能耗高，由于三明治棚板和刚玉莫来石匣钵底面和侧面壁较厚，再加上内部配上氧化锆板，而每个匣钵只装载一层陶瓷电容器，大量的热量都被窑具带走了；2、产品质量，成品率受影响，棚板、匣钵、锆板较厚(吸热较慢)这样就造成了陶瓷电容片加热不均匀，容易造成产品变形、开裂，电性能不一致，电性能指标下降；3、生产效率低，窑具的使用寿命短；4、一般的高铝材料软化温度低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述中的不足之处，而在陶瓷电容器烧结工序中提供一种新型的烧结窑具，采用这种烧结窑具可以省掉刚玉莫来石匣钵和三明治棚板，使能耗大幅降低、效率大大提高。

本发明的目的还在于避免氧化铝中加入CaO、BaO、SiO₂等氧化物而形成低熔点玻璃相的不足之处，而提供一种采用加入与氧化铝有较高熔点且促进氧化铝烧结的氧化物的措施，采用固相烧结，避免液相烧结；并降低添加剂的加入量，可显著提高陶瓷的软化温度和强度的材料的制备方法。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种新型节能陶瓷电容器烧结窑具，包括两层以上的窑具单元和连接在窑具单元之间的支撑，所述窑具单元为扁平状的方形框架，其由横竖方向的筋条交叉连接组成，所述窑具单元采用氧化铝材料制成，氧化铝材料中加入使氧化铝具有高熔点且促进氧化铝烧结的ZrO₂、MgO、Y₂0₃、TiO₂。

最外侧的筋条宽度比里面的筋条宽度宽一倍。

支撑为“∟”形。

支撑与窑具单元通过定位销连接。

一种新型节能陶瓷电容器烧结窑具材料的制造方法，

a.包括以下以mol重量百分比计的成分：Al₂0₃ 90～97％，ZrO₂ 1～5％，MgO 0.5～3％，Y₂0₃ 0.5～3％，TiO₂ 1～5％，

其中，氧化铝粉纯度≥99％，SiO₂含量≤0.05％，粒度≤2.5um，且粒径为0.8～2.0um的颗粒占Al₂0₃粉总重量的80～85％；所述的MgO、ZrO₂、Y₂0₃、TiO₂粉纯度≥99.5％；

b.其制造方法包括以下步骤：

(1)将上述原料按配方的比例称重、混合，采用超细研磨机或砂磨机研磨磨细，控制所得粉料的平均粒径≤2.5μm，然后加粘合剂喷雾造粒备用；

(2)把造粒粉装到钢模中，放在1500吨压机上压制成型；

(3)最后将上述压制成型的材料1750℃高温烧成，保温2小时。

上述窑具材料优选包括以下以mol重量百分比计的成分：Al₂0₃90～97％，ZrO₂1～5％，MgO1～3％，Y₂0₃1～3％，TiO₂2～5％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明的粉料配方重复性好、工艺制度控制容易；产品质量稳定、可靠。2、用本发明的配方和工艺制造的高铝产品，强度高、密度大、荷重软化温度高；抗折强度达到350Mpa以上，密度大于3.8g/cm³、荷重(0.2Mpa)软化温度1450℃，完全满足电容器、磁性材料行业最高1400℃的温度要求。而这种结构，一层的重量只有不到3kg，和原来相比重量减轻60％以上。3、客户用这种窑具烧结的产品合格率提高5％，降低能耗20％以上，生产成本降低10％以上，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明窑具的结构示意图。

图中：1、窑具单元；2、支撑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种新型节能陶瓷电容器烧结窑具，包括两层以上的窑具单元和连接在窑具单元之间的支撑，窑具单元为扁平状的方形框架，尺寸和厚度与三明治棚板一致；窑具单元由横竖各若干条筋相互交叉连接组成，最外框的筋比里面的宽一倍，四个角上分别有与支撑定位的定位销；支撑为“∟”型，高度与支柱一样，宽度与框架外框一样，上下各有与框架定位的定位销。这样的设计便于装配。

使用时，直接在框架上放置锆板或锆匣钵，然后装产品即可，装完一层再装一层。由于为框架结构重量大大减轻(从10kg减为不到3kg)，蓄热大幅减少；而锆板或锆匣钵底部悬空，受热比较均匀，烧结的产品一致性较好；框架采用高铝材料，硬度较高，且采用一次成型，不会分层、脱落，使用寿命长。

实施例2:

一种新型节能陶瓷电容器烧结窑具材料的制造方法，

a.包括以下以mol重量百分比计的成分：Al₂0₃90％，ZrO₂5％，MgO 1.5％，Y₂0₃1.5％，TiO₂2％，

其中，氧化铝粉纯度≥99％，SiO₂含量≤0.05％，粒度≤2.5um，且粒径为0.8～2.0um的颗粒占Al₂0₃粉总重量的80～85％；所述的MgO、ZrO₂、Y₂0₃、TiO₂粉纯度≥99.5％；粉体具有较高的表面自由能。粉体的这种表面能是其烧结的内在动力。因此，在相同数量添加剂的情况下，Al₂0₃粉体的颗粒越细，活化程度越高，粉体就越容易烧结，

b.其制造方法包括以下步骤：

(1)将上述原料按配方的比例称重、混合，采用超细研磨机或砂磨机研磨磨细，控制所得粉料的平均粒径≤2.5μm，然后加粘合剂喷雾造粒备用；

(2)把造粒粉装到钢模中，放1500吨压机上压制成型；

(3)最后将上述压制成型的材料1750℃高温烧成，保温2小时。

各种氧化物与氧化铝相互形成液相的温度(℃)如下表1所示：

氧化物	Al203	CaO	CeO2	MgO	SiO2	TiO2	ZrO2
								Al203	2050	1400	1750	1930	1545	1720	1700

实施例3～实施例5：

实施例3～实施例5按照下表2的配方，按照实施例1的方法和步骤，制备本发明新型节能陶瓷电容器烧结窑具材料。

所述的粉料的配方(mol重量百分比)如下表2：

编号\组成	Al203	ZrO2	Y203	MgO	TiO2
						实施例3	96	1	0.5	0.5	2
实施例4	97	0.5	0.5	1.0	1
						实施例5	95	1	1	1	2

对各样品进行测试，结果描述如下表3：

Claims (6)

1.一种新型节能陶瓷电容器烧结窑具，其特征在于：包括两层以上的窑具单元(1)和连接在窑具单元之间的支撑(2)，所述窑具单元(1)为扁平状的方形框架，其由横竖方向的筋条交叉连接组成，所述窑具单元(1)采用氧化铝材料制成，氧化铝材料中加入使氧化铝具有高熔点且促进氧化铝烧结的ZrO₂、MgO、Y₂0₃、TiO₂。

2.根据权利要求1所述的新型节能陶瓷电容器烧结窑具，其特征在于：最外侧的筋条宽度比里面的筋条宽度宽一倍。

3.根据权利要求1所述的新型节能陶瓷电容器烧结窑具，其特征在于：所述支撑为“∟”形。

4.根据权利要求1或2或3所述的新型节能陶瓷电容器烧结窑具，其特征在于：所述支撑与窑具单元通过定位销连接。

5.一种新型节能陶瓷电容器烧结窑具材料的制造方法，其特征在于：

a.包括以下以mol重量百分比计的成分：Al₂0₃ 90～97％，ZrO₂ 1～5％，MgO 0.5～3％，Y₂0₃ 0.5～3％，TiO₂ 1～5％，

其中，氧化铝粉纯度≥99％，SiO₂含量≤0.05％，粒度≤2.5um，且粒径为0.8～2.0um的颗粒占Al₂0₃粉总重量的80～85％；所述的MgO、ZrO₂、Y₂0₃、TiO₂粉纯度≥99.5％；

b.其制造方法包括以下步骤：

(1)将上述原料按配方的比例称重、混合，采用超细研磨机或砂磨机研磨磨细，控制所得粉料的平均粒径≤2.5μm，然后加粘合剂喷雾造粒备用；

(2)把造粒粉装到钢模中，放在1500吨压机上压制成型；

(3)最后将上述压制成型的材料1750℃高温烧成，保温2小时。

6.根据权利要求5所述的新型节能陶瓷电容器烧结窑具材料的制造方法，其特征在于:包括以下以mol重量百分比计的成分：Al₂0₃90～97％，ZrO₂1～5％，MgO1～3％，Y₂0₃ 1～3％，TiO₂2～5％。