CN104628388A - 一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104628388A
CN104628388A CN201510042604.7A CN201510042604A CN104628388A CN 104628388 A CN104628388 A CN 104628388A CN 201510042604 A CN201510042604 A CN 201510042604A CN 104628388 A CN104628388 A CN 104628388A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
powder
sintering
silicon carbide
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510042604.7A
Other languages
English (en)
Inventor
夏云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANHUI HEHAN OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
ANHUI HEHAN OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ANHUI HEHAN OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical ANHUI HEHAN OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201510042604.7A priority Critical patent/CN104628388A/zh
Publication of CN104628388A publication Critical patent/CN104628388A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明公开了一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化硅70-80、氮化硅9-12、不锈钢粉末4-6、钛粉6-8、聚合氯化铝2-3、硅烷偶联剂KH-5701-2、冰晶石粉4-5、石英3-4、烧结助剂2-4、去离子水80-100；本发明添加的不锈钢粉末增加了陶瓷的烧结致密度，降低了烧结温度，节约了资源，添加的氮化硅提高了陶瓷的硬度、导热性和绝缘性能，添加的烧结助剂提高了陶瓷的烧结性能，增加烧结密度，延长陶瓷的使用年限。

Description

一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷生产技术领域。
背景技术
碳化硅陶瓷因为其具有良好的高温导热性、化学稳定性、耐氧化性以及优越的机械性能，所以使其在生物材料、轻质高强度材料、高温催化等领域具有很好的应用前景。陶瓷材料的高导热性具有非常高的经济价值和应用价值。对于高频、高效的集成电路，减少散热和电力消耗中有较大的作用。单纯的碳化硅陶瓷虽然具有优良的高温性能，但由于其脆性和抗冲击载荷的能力较弱，以及机械加工困难等不足之处，使其应用范围受到限制。氮化硅和碳化硅都具有比重小、耐磨性强、耐化学腐蚀性优良的特点，在高温下具有很高的强度，碳化硅的烧结温度为2000-2200°C，氮化硅的烧结温度是1700-1800°C，当加热到1000°C时氮化硅的强度高于碳化硅，在常温下碳化硅的热传导率是氮化硅的几倍，氮化硅具有极好的绝缘性能，碳化硅具有导电性能，基于两种材料的特点，在碳化硅中添加氮化硅制成混合陶瓷基材料，能够提高碳化硅陶瓷的性能，提高导热性，扩大应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法，由下列重量份的原料制成：碳化硅70-80、氮化硅9-12、不锈钢粉末4-6、钛粉6-8、聚合氯化铝2-3、硅烷偶联剂KH-5701-2、冰晶石粉4-5、石英3-4、烧结助剂2-4、去离子水80-100；
所述烧结助剂是由下列重量份的原料制成：氧化铝3-5、氧化钇1-2、氯化铵2-3、硝酸铱5-7、碳纳米颗粒4-6、粘土粉4-5、二甲基硅油1-2、液体石蜡2-4、硅烷偶联剂KH-5501-2、人造金刚石粉末2-4、醋酸乙烯树脂2-3、磷酸三甲酚酯1-2、纯化水3-5；制备方法是将氧化铝、氧化钇、硝酸铱、碳纳米颗粒和人造金刚石粉末混合加到混料机中，加入醋酸乙烯树脂和纯化水进行湿法混合，2-3小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过100-200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。
 本发明所述一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化硅、氮化硅、不锈钢粉末、钛粉、锰粉、石英和去离子水加到球磨罐中，球料比3:1，球磨3-5小时后加入硅烷偶联剂KH-570搅拌均匀后过200-300目筛，再转移到喷雾造粒机中制成颗粒备用；
（2）将除烧结助剂之外其余剩余的成分混合，以3-5°C/min的速度边搅拌边加热，加热至50-70°C时保温20-30分钟，再将该混合物通过喷涂法喷涂到步骤（1）中的颗粒上，干燥后与烧结助剂混合均匀；
（3）将步骤（2）得到的物料送入模具中采用160-200MPa干压成型得素胚，再将该素胚放入真空高温烧结炉中在氩气的保护下进行烧结，烧结温度为1750-1900°C，保温3-5小时后缓慢降温到1600-1450°C，随炉冷却即得。
本发明的优点是：本发明添加的不锈钢粉末增加了陶瓷的烧结致密度，降低了烧结温度，节约了资源，添加的氮化硅提高了陶瓷的硬度、导热性和绝缘性能，添加的烧结助剂提高了陶瓷的烧结性能，增加烧结密度，延长陶瓷的使用年限。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
 一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法，由下列重量份（公斤）的原料制成：碳化硅70、氮化硅11、不锈钢粉末6、钛粉6、聚合氯化铝3、硅烷偶联剂KH-5702、冰晶石粉5、石英4、烧结助剂3、去离子水85；
所述烧结助剂是由下列重量份（公斤）的原料制成：氧化铝5、氧化钇2、氯化铵2、硝酸铱6、碳纳米颗粒5、粘土粉4、二甲基硅油2、液体石蜡3、硅烷偶联剂KH-5501、人造金刚石粉末3、醋酸乙烯树脂2、磷酸三甲酚酯1、纯化水5；制备方法是将氧化铝、氧化钇、硝酸铱、碳纳米颗粒和人造金刚石粉末混合加到混料机中，加入醋酸乙烯树脂和纯化水进行湿法混合，3小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。
本发明所述一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化硅、氮化硅、不锈钢粉末、钛粉、锰粉、石英和去离子水加到球磨罐中，球料比3:1，球磨5小时后加入硅烷偶联剂KH-570搅拌均匀后过300目筛，再转移到喷雾造粒机中制成颗粒备用；
（2）将除烧结助剂之外其余剩余的成分混合，以5°C/min的速度边搅拌边加热，加热至70°C时保温20分钟，再将该混合物通过喷涂法喷涂到步骤（1）中的颗粒上，干燥后与烧结助剂混合均匀；
（3）将步骤（2）得到的物料送入模具中采用170MPa干压成型得素胚，再将该素胚放入真空高温烧结炉中在氩气的保护下进行烧结，烧结温度为1850°C，保温4小时后缓慢降温到1450°C，随炉冷却即得。
本实施例中陶瓷的性能指标结果如下：
耐碱性实验：不溶于任何强碱；
耐酸性试验：不溶于任何强酸；
硬度（GPa）：33.4；
弹性模量（GPa）：370；
抗折强度（MPa）：183；
断裂韧性（Mpa/m1/2）：4.54；
热膨胀系数（10-5/K）：2.2；
热传导率（W/mK）：113。

Claims (2)

1.一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化硅70-80、氮化硅9-12、不锈钢粉末4-6、钛粉6-8、聚合氯化铝2-3、硅烷偶联剂KH-5701-2、冰晶石粉4-5、石英3-4、烧结助剂2-4、去离子水80-100；
所述烧结助剂是由下列重量份的原料制成：氧化铝3-5、氧化钇1-2、氯化铵2-3、硝酸铱5-7、碳纳米颗粒4-6、粘土粉4-5、二甲基硅油1-2、液体石蜡2-4、硅烷偶联剂KH-5501-2、人造金刚石粉末2-4、醋酸乙烯树脂2-3、磷酸三甲酚酯1-2、纯化水3-5；制备方法是将氧化铝、氧化钇、硝酸铱、碳纳米颗粒和人造金刚石粉末混合加到混料机中，加入醋酸乙烯树脂和纯化水进行湿法混合，2-3小时后将混合好的浆料加到胶磨机中研磨过100-200目筛，加热干燥除去水分，再加入其余剩余的成分搅拌均匀，将所得的物料输入喷雾造粒塔中制成颗粒即可。
2.根据权利要求1所述一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化硅、氮化硅、不锈钢粉末、钛粉、锰粉、石英和去离子水加到球磨罐中，球料比3:1，球磨3-5小时后加入硅烷偶联剂KH-570搅拌均匀后过200-300目筛，再转移到喷雾造粒机中制成颗粒备用；
（2）将除烧结助剂之外其余剩余的成分混合，以3-5°C/min的速度边搅拌边加热，加热至50-70°C时保温20-30分钟，再将该混合物通过喷涂法喷涂到步骤（1）中的颗粒上，干燥后与烧结助剂混合均匀；
（3）将步骤（2）得到的物料送入模具中采用160-200MPa干压成型得素胚，再将该素胚放入真空高温烧结炉中在氩气的保护下进行烧结，烧结温度为1750-1900°C，保温3-5小时后缓慢降温到1600-1450°C，随炉冷却即得。
CN201510042604.7A 2015-01-28 2015-01-28 一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法 Pending CN104628388A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510042604.7A CN104628388A (zh) 2015-01-28 2015-01-28 一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510042604.7A CN104628388A (zh) 2015-01-28 2015-01-28 一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104628388A true CN104628388A (zh) 2015-05-20

Family

ID=53207685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510042604.7A Pending CN104628388A (zh) 2015-01-28 2015-01-28 一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104628388A (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105367070A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种低气孔率低烧结温度的高硬度氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367074A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种低裂纹抗折高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367072A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种高致密度抗裂的氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367069A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种含白炭黑的经济高效强韧氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367076A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种高韧低膨胀系数的氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367067A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种耐磨损高强度高致密度的碳化硅基陶瓷电路板基板材料及其制备方法
CN105367075A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种纳米氮化硼增强的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367071A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种光滑抗弯的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105384441A (zh) * 2015-10-27 2016-03-09 合肥龙多电子科技有限公司 一种纳米二氧化钛增韧的高致密度氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105384444A (zh) * 2015-10-27 2016-03-09 合肥龙多电子科技有限公司 一种含纳米碳球的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN109261941A (zh) * 2018-10-17 2019-01-25 西安交通大学 一种多孔网状陶瓷增强钢铁基复合刹车块的制备方法
CN110367527A (zh) * 2019-08-19 2019-10-25 兰陵县清心雅苑餐饮服务管理俱乐部 一种滋补养生佛跳墙的制作方法
CN110877980A (zh) * 2019-11-13 2020-03-13 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高强度碳化硅/氮化硅复相陶瓷及其制备方法
CN114213979A (zh) * 2021-11-10 2022-03-22 中科检测技术服务(重庆)有限公司 一种电子材料胶液及其制备方法
CN116477957A (zh) * 2023-05-05 2023-07-25 湖南泰鑫瓷业有限公司 一种耐热陶瓷刀具及其制备方法与应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006232659A (ja) * 2005-01-25 2006-09-07 Kagoshima Univ 炭化ケイ素焼結体及びその製造方法
CN101560104A (zh) * 2009-05-12 2009-10-21 宁波欧翔精细陶瓷技术有限公司 碳化硅陶瓷管或棒的制备方法
CN101913880A (zh) * 2009-07-20 2010-12-15 宁波大学 一种基于硅烷钛酸酯双组份偶联剂碳化硅陶瓷制造方法
CN101928147A (zh) * 2009-07-20 2010-12-29 宁波大学 一种基于硅烷铝酸酯双组份偶联剂碳化硅陶瓷制造方法
CN102060546A (zh) * 2009-11-18 2011-05-18 奉化市中立密封件有限公司 一种基于硅烷硼酸酯双组份偶联剂碳化硅陶瓷制造方法
CN102286685A (zh) * 2011-08-26 2011-12-21 重庆科技学院 SiC/不锈钢复合血管支架材料的制备方法
CN103539386A (zh) * 2012-07-16 2014-01-29 北京中电联众电力技术有限公司 铸造碳化硅复合材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006232659A (ja) * 2005-01-25 2006-09-07 Kagoshima Univ 炭化ケイ素焼結体及びその製造方法
CN101560104A (zh) * 2009-05-12 2009-10-21 宁波欧翔精细陶瓷技术有限公司 碳化硅陶瓷管或棒的制备方法
CN101913880A (zh) * 2009-07-20 2010-12-15 宁波大学 一种基于硅烷钛酸酯双组份偶联剂碳化硅陶瓷制造方法
CN101928147A (zh) * 2009-07-20 2010-12-29 宁波大学 一种基于硅烷铝酸酯双组份偶联剂碳化硅陶瓷制造方法
CN102060546A (zh) * 2009-11-18 2011-05-18 奉化市中立密封件有限公司 一种基于硅烷硼酸酯双组份偶联剂碳化硅陶瓷制造方法
CN102286685A (zh) * 2011-08-26 2011-12-21 重庆科技学院 SiC/不锈钢复合血管支架材料的制备方法
CN103539386A (zh) * 2012-07-16 2014-01-29 北京中电联众电力技术有限公司 铸造碳化硅复合材料及其制备方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105384441A (zh) * 2015-10-27 2016-03-09 合肥龙多电子科技有限公司 一种纳米二氧化钛增韧的高致密度氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367076A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种高韧低膨胀系数的氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367070A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种低气孔率低烧结温度的高硬度氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367069A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种含白炭黑的经济高效强韧氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105384444A (zh) * 2015-10-27 2016-03-09 合肥龙多电子科技有限公司 一种含纳米碳球的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367067A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种耐磨损高强度高致密度的碳化硅基陶瓷电路板基板材料及其制备方法
CN105367075A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种纳米氮化硼增强的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367071A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种光滑抗弯的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367072A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种高致密度抗裂的氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN105367074A (zh) * 2015-10-27 2016-03-02 合肥龙多电子科技有限公司 一种低裂纹抗折高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN109261941A (zh) * 2018-10-17 2019-01-25 西安交通大学 一种多孔网状陶瓷增强钢铁基复合刹车块的制备方法
CN110367527A (zh) * 2019-08-19 2019-10-25 兰陵县清心雅苑餐饮服务管理俱乐部 一种滋补养生佛跳墙的制作方法
CN110877980A (zh) * 2019-11-13 2020-03-13 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高强度碳化硅/氮化硅复相陶瓷及其制备方法
CN114213979A (zh) * 2021-11-10 2022-03-22 中科检测技术服务(重庆)有限公司 一种电子材料胶液及其制备方法
CN114213979B (zh) * 2021-11-10 2023-09-05 中科检测技术服务(重庆)有限公司 一种电子材料胶液及其制备方法
CN116477957A (zh) * 2023-05-05 2023-07-25 湖南泰鑫瓷业有限公司 一种耐热陶瓷刀具及其制备方法与应用
CN116477957B (zh) * 2023-05-05 2024-03-12 湖南泰鑫瓷业有限公司 一种耐热陶瓷刀具及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104628388A (zh) 一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法
CN104628390A (zh) 一种耐磨损碳化硅陶瓷基复合材料及其制备方法
CN100408506C (zh) 一种高强度粉煤灰陶砂的制造方法
CN103145439B (zh) 一种高热导率、超低膨胀系数的蜂窝多孔陶瓷
CN107759246A (zh) 一种发泡陶瓷及其制备方法
CN104671792A (zh) 一种高韧性碳化硅陶瓷及其制备方法
CN104651699A (zh) 一种不锈钢/碳化硅陶瓷基复合材料及其制备方法
CN104671791A (zh) 一种自润滑碳化硅复合陶瓷基密封材料的制备方法
CN103755363A (zh) 一种轻质硅莫复合砖及其制备方法
CN107337462A (zh) 一种烧结耐火砖及其制备方法
CN104829234A (zh) 一种碳化硅陶瓷复合材料内衬部件及其制备方法
CN108516813A (zh) 一种石墨烯瓷砖
CN108821693A (zh) 一种节能环保保温材料及其制备方法
CN102531642A (zh) 一种陶瓷燃烧器用砖及制造方法
CN104671789A (zh) 一种防护构件用碳化硅陶瓷基复合材料及其制备方法
CN104649675A (zh) 一种碳化硅陶瓷高温耐腐蚀部件的制备方法
CN104829255A (zh) 一种含有碳增强纤维的陶瓷碳化硅砂轮
CN105174987B (zh) 一种陶瓷胎体
CN107032815A (zh) 一种抗压强度高的陶瓷材料及其制备方法
CN104446459B (zh) 用于钨钼烧结中频炉的氧化锆空心球隔热制品的制备方法
CN105565784A (zh) 陶瓷研磨体及其制备方法
CN104878235A (zh) 一种金属结合碳化硅陶瓷及其制备方法
CN104628389A (zh) 一种低温无压烧结的碳化硅陶瓷及其制备方法
CN109734416A (zh) 一种发泡陶瓷及其制备工艺
CN103803932A (zh) 一种氟石膏装饰隔墙板的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150520