CN105254308A - 一种陶瓷散热复合材料的制备方法 - Google Patents

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左士祥
杨阳
王永飞
张宇
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Abstract

本发明属于大功率LED灯散热技术领域，具体涉及一种陶瓷散热复合材料的制备方法。该制备方法包括：1)复合烧结助剂的制备；2)陶瓷浆料的制备；3)陶瓷成型。本发明的有益效果如下：1)本发明的陶瓷散热复合材料导热系数大，耐热性能优，抗弯强度高，不存在弯曲、翘曲等现象。2)本发明通过采用合适的烧结方法和选取合适的烧结助剂，实现陶瓷烧结体的致密化，大大提高了陶瓷材料的热导率。3)本发明配方中的三聚氰胺在高温下可以生产氮化铝和氮化碳，增加了陶瓷材料的硬度和表面光泽度。

Description

一种陶瓷散热复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于大功率LED灯散热技术领域，具体涉及一种陶瓷散热复合材料的制备方法。
背景技术
LED灯是一种可将电能转变为光能的半导体发光材料，LED灯具有功耗低、体积小、可靠性高、控制方便、寿命长和响应快等优点而广泛应用于仪器仪表、计算机、汽车、自动控制、户外大屏幕信息显示和全彩色电视显示系统等领域。由于LED在其工作过程中只有15％～25％的电能转换为光能，其余的电能几乎全部转换为热能，使LED地温度升高，从而影响LED的发光亮度、LED系统的可靠性和使用寿命，因此随着LED照明的需求日趋迫切，大功率LED的散热问题益发受到重视。
现阶段较普遍的陶瓷散热基板有4种：直接覆铜陶瓷板(DBC)、直接镀铜基板(DPC)、高温共烧多层陶瓷基板(HTCC)和低温共烧多层陶瓷基板(LTCC)。而如何设计一种性能优越尤其是散热性能好的LED陶瓷基板是研究的热点。
发明内容
本发明针对现有散热基板散热性差、绝缘性差的问题而提供一种散热性能好的LED用陶瓷散热基板的制备工艺。
为了实现本发明目的而采用的技术方案为：一种陶瓷散热复合材料的制备方法，具体制备步骤如下：
1)复合烧结助剂的制备
将硅粉60～70份、铝粉5～10份、凹凸棒土10～20份、氧化钙10～20份分散于无水乙醇中形成混合浆料，干燥后即制得复合烧结助剂，其中，所述硅粉与无水乙醇的质量体积比为1g：5mL；
2)陶瓷浆料的制备
依次加入40～55份的氮化硅粉、石英粉10～20份、三聚氰胺3～8份、羟甲基纤维素3～6份、聚乙烯醇8～12份和步骤1)制得的复合烧结助剂5～10份进行湿法球磨，球磨2～4小时，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料；
3)陶瓷成型
将步骤2)制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取出陶瓷坯片进行干燥处理，放入热压模具中置于热压炉中进行高温烧结压制，再降温冷却得到陶瓷散热复合材料。
优选地，步骤2)中所述的氮化硅粉的平均粒度为1～3μm，密度为2～3g/cm3。
进一步优选地，步骤3)中陶瓷坯片采用至少2层层叠后进行高温烧结。
高温烧结的具体条件为：在温度为1300～1500℃下保温0.5～2小时，继续提高温度至1600℃～1750℃下保温0.5～2小时，烧结得到陶瓷板。
另外，步骤3)中对陶瓷坯片进行干燥处理，干燥温度为60～90℃，干燥时间2～4小时。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明的陶瓷散热复合材料导热系数大，耐热性能优，抗弯强度高，不存在弯曲、翘曲等现象。
(2)本发明通过采用合适的烧结方法和选取合适的烧结助剂，实现陶瓷烧结体的致密化，大大提高了陶瓷材料的热导率。
(3)本发明配方中的三聚氰胺在高温下可以生产氮化铝和氮化碳，增加了陶瓷材料的硬度和表面光泽度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明一种陶瓷散热复合材料的制备方法，具体制备步骤如下：
1)复合烧结助剂的制备
将硅粉60～70份、铝粉5～10份、凹凸棒土10～20份、氧化钙10～20份分散于无水乙醇中形成混合浆料，干燥后即制得复合烧结助剂，其中，所述硅粉与无水乙醇的质量体积比为1g：5mL；
2)陶瓷浆料的制备
依次加入40～55份的氮化硅粉、石英粉10～20份、三聚氰胺3～8份、羟甲基纤维素3～6份、聚乙烯醇8～12份和步骤1)制得的复合烧结助剂5～10份进行湿法球磨，球磨2～4小时，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料；
3)陶瓷成型
将步骤2)制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取出陶瓷坯片进行干燥处理，放入热压模具中置于热压炉中进行烧结压制，再降温冷却得到陶瓷散热复合材料。
实施例1
1)将硅粉60千克、铝粉8千克、凹凸棒土10千克、氧化钙20千克分散于300千克无水乙醇中形成混合浆料，干燥制得复合烧结助剂，备用；
2)往球磨机中依次加入平均粒度1μm、密度3g/cm3的氮化硅粉40千克、石英粉10千克、三聚氰胺4千克、羟甲基纤维素6千克、聚乙烯醇10千克和步骤(1)制得的复合烧结助剂10千克进行湿法球磨，球磨2小时，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料，备用；
3)将步骤(2)制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取出陶瓷坯片在温度60℃条件下干燥2小时，然后将陶瓷坯体单片铺撒氧化铝粉叠2层放置承烧板上，放入热压模具中置于热压炉中在1500℃下烧结0.5小时，继续提高温度至1750℃下保温0.5小时，降温冷却得到陶瓷散热复合材料。
实施例2
1)将硅粉70千克、铝粉5千克、凹凸棒土20千克、氧化钙15千克分散于350千克无水乙醇中形成混合浆料，干燥制得复合烧结助剂，备用；
2)往球磨机中依次加入平均粒度3μm、密度3g/cm3的氮化硅粉55千克、石英粉20千克、三聚氰胺8千克、羟甲基纤维素5千克、聚乙烯醇12千克和步骤(1)制得的复合烧结助剂8千克进行湿法球磨，球磨4小时，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料，备用；
3)将步骤(2)制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取出陶瓷坯片在温度80℃条件下干燥3小时，然后将陶瓷坯体单片铺撒氧化铝粉叠4层放置承烧板上，放入热压模具中置于热压炉中在1300℃下烧结2小时，继续提高温度至1600℃下保温2小时，降温冷却得到陶瓷散热复合材料。
实施例3
1)将硅粉65千克、铝粉10千克、凹凸棒土15千克、氧化钙10千克分散于325千克无水乙醇中形成混合浆料，干燥制得复合烧结助剂，备用；
2)往球磨机中依次加入平均粒度3μm、密度3g/cm3的氮化硅粉50千克、石英粉15千克、三聚氰胺3千克、羟甲基纤维素3千克、聚乙烯醇8千克和步骤(1)制得的复合烧结助剂12千克进行湿法球磨，球磨3小时，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料，备用；
3)将步骤(2)制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取出陶瓷坯片在温度90℃条件下干燥2小时，然后将陶瓷坯体单片铺撒氧化铝粉叠3层放置承烧板上，放入热压模具中置于热压炉中在1500℃下烧结1小时，继续提高温度至1700℃下保温1.5小时，降温冷却得到陶瓷散热复合材料。

Claims (5)

1.一种陶瓷散热复合材料的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
1)复合烧结助剂的制备
将硅粉60～70份、铝粉5～10份、凹凸棒土10～20份、氧化钙10～20份分散于无水乙醇中形成混合浆料，干燥后即制得复合烧结助剂，其中，所述硅粉与无水乙醇的质量体积比为1g：5mL；
2)陶瓷浆料的制备
依次加入40～55份的氮化硅粉、石英粉10～20份、三聚氰胺3～8份、羟甲基纤维素3～6份、聚乙烯醇8～12份和步骤1)制得的复合烧结助剂5～10份进行湿法球磨，球磨2～4小时，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料；
3)陶瓷成型
将步骤2)制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取出陶瓷坯片进行干燥处理，放入热压模具中置于热压炉中进行高温烧结压制，再降温冷却得到陶瓷散热复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷散热复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的氮化硅粉的平均粒度为1～3μm，密度为2～3g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷散热复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中陶瓷坯片采用至少2层层叠后进行高温烧结。
4.根据权利要求3所述的一种陶瓷散热复合材料的制备方法，其特征在于：高温烧结的具体条件为：在温度为1300～1500℃下保温0.5～2小时，继续提高温度至1600℃～1750℃下保温0.5～2小时。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷散热复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中对陶瓷坯片进行干燥处理，干燥温度为60～90℃，干燥时间2～4小时。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106229580A (zh) * 2016-08-22 2016-12-14 浙江金开来新能源科技有限公司 一种用于锂离子动力电池的散热材料
CN106316407A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用高硬度基板的制备工艺
CN106316405A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用散热基板的制备工艺
CN106316406A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用抗腐蚀性基板的制备工艺
CN106316408A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用高光泽度基板的制备工艺
CN106348761A (zh) * 2016-08-11 2017-01-25 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用高导热性基板的制备工艺
CN108610056A (zh) * 2018-07-24 2018-10-02 广东工业大学 一种氮化硅陶瓷及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1356292A (zh) * 2000-09-20 2002-07-03 日立金属株式会社 氮化硅粉、其烧结体、基板、及由此的电路板和热电元件模块
CN1769168A (zh) * 2005-12-02 2006-05-10 中国科学院物理研究所 利用金属氧化物合成氮化物的方法
JP2006253205A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Showa Denko Kk Ｌｅｄ用基板および光源
CN103803955A (zh) * 2014-03-03 2014-05-21 哈尔滨工业大学 一种氮化硅/氧化硅复合坩埚的制备方法
CN104829233A (zh) * 2015-04-20 2015-08-12 凤阳徽亨商贸有限公司 一种用于散热器的碳化硅陶瓷及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1356292A (zh) * 2000-09-20 2002-07-03 日立金属株式会社 氮化硅粉、其烧结体、基板、及由此的电路板和热电元件模块
JP2006253205A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Showa Denko Kk Ｌｅｄ用基板および光源
CN1769168A (zh) * 2005-12-02 2006-05-10 中国科学院物理研究所 利用金属氧化物合成氮化物的方法
CN103803955A (zh) * 2014-03-03 2014-05-21 哈尔滨工业大学 一种氮化硅/氧化硅复合坩埚的制备方法
CN104829233A (zh) * 2015-04-20 2015-08-12 凤阳徽亨商贸有限公司 一种用于散热器的碳化硅陶瓷及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106316407A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用高硬度基板的制备工艺
CN106316405A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用散热基板的制备工艺
CN106316406A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用抗腐蚀性基板的制备工艺
CN106316408A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用高光泽度基板的制备工艺
CN106348761A (zh) * 2016-08-11 2017-01-25 安徽波浪岛游乐设备有限公司 一种led用高导热性基板的制备工艺
CN106229580A (zh) * 2016-08-22 2016-12-14 浙江金开来新能源科技有限公司 一种用于锂离子动力电池的散热材料
CN108610056A (zh) * 2018-07-24 2018-10-02 广东工业大学 一种氮化硅陶瓷及其制备方法
CN108610056B (zh) * 2018-07-24 2021-07-06 广东工业大学 一种氮化硅陶瓷及其制备方法

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