CN107892576A - 碳化硅陶瓷及其制备方法和散热片及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳化硅陶瓷及其制备方法和散热片及其应用。该碳化硅陶瓷的制备方法包括如下步骤：将原料混合形成混合料，其中，按照质量百分含量计，原料包括70％～90％的碳化硅、5％～15％的助烧剂和5％～20％填充剂，助烧剂选自二氧化硅、氧化钾、氧化钠、滑石、钾长石及钠长石中的至少一种，填充剂选自铝粉、铜粉、铁粉及氧化锌中的至少一种；将混合料成型，得到生坯；将生坯烧结，得到碳化硅陶瓷。该碳化硅陶瓷的制备方法能够制备得到兼具较好的抗折强度和较好的散热效果的碳化硅陶瓷。

Description

碳化硅陶瓷及其制备方法和散热片及其应用
技术领域
本发明涉及陶瓷材料领域，特别是涉及一种碳化硅陶瓷及其制备方法和散热片及其应用。
背景技术
散热片是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置，如，电脑的CPU中央处理器、电视机的电源管和行管以及功放器的功放管等，都需要使用散热片。通常，需要在电子元件与散热片的接触面上涂上一层导热硅脂，使元器件发出的热量更有效地传导到散热片上，再经散热片散发到周围空气中去。而由于碳化硅陶瓷本身绝缘，且具有耐酸碱腐蚀、耐高温、抗氧化、热导率高等优良特点，而被广泛用作散热片材料。然而，目前的碳化硅陶瓷仍然存在着要么散热效果不够好，要么抗折强度不够好的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种兼具较好的散热效果和较好的抗折强度的碳化硅陶瓷的制备方法。
此外，还提供一种碳化硅陶瓷、散热片及其应用。
一种碳化硅陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
将原料混合形成混合料，其中，按照质量百分含量计，所述原料包括70％～90％的碳化硅、5％～15％的助烧剂和5％～20％的填充剂，所述助烧剂选自二氧化硅、氧化钾、氧化钠、滑石、钾长石及钠长石中的至少一种，所述填充剂选自铝粉、铜粉、铁粉及氧化锌中的至少一种；
将所述混合料成型，得到生坯；及
将所述生坯烧结，得到碳化硅陶瓷。
经实验证明，上述碳化硅陶瓷的制备方法通过按照上述比例将碳化硅与上述助烧剂、上述填充剂混合后依次经成型和烧结，不仅能够使制备得到的碳化硅陶瓷具有较高的气孔率，有利于增加空气与碳化硅陶瓷的接触面积，而且还具有较高的热导率，从而使得碳化硅陶瓷具有较好的散热效果，同时，还能够使制备得到的碳化硅陶瓷具有较好的抗折强度。
在其中一个实施例中，所述碳化硅的中位粒径为5微米～30微米。
在其中一个实施例中，所述将原料混合形成混合料的步骤具体为：将分散剂和水混合，形成预混液；将所述原料与所述预混液球磨混合，得到所述混合料。
在其中一个实施例中，所述水与所述原料的质量比为60:100～100:100，所述分散剂与所述原料的质量比为0.1:100～1:100；所述将所述混合料成型的步骤之前，还包括将所述混合料进行喷雾造粒的步骤。
在其中一个实施例中，所述分散剂选自聚甲基丙烯酸铵、聚乙烯亚胺及聚乙二醇中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述将所述混合料成型的方法为干压成型，成型压力为10MPa～30MPa。
在其中一个实施例中，将所述生坯烧结的步骤为：在保护气体的氛围下，将所述生坯以10℃/小时～60℃/小时的速度升温至200℃～500℃，然后以100℃/小时～200℃/小时的速度升温至600℃～1000℃，再以5℃/小时～30℃/小时的速度升温至1300℃～1550℃，并保温1小时～4小时。
一种上述碳化硅陶瓷的制备方法制备得到的碳化硅陶瓷。
一种散热片，由上述碳化硅陶瓷加工处理得到。
上述散热片在电脑、电视机或功率放大器中的应用。
附图说明
图1为一实施方式的碳化硅陶瓷的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一实施方式的碳化硅陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
步骤S110：将原料混合形成混合料。
其中，按照质量百分含量计，原料包括70％～90％的碳化硅、5％～15％的助烧剂和5％～20％的填充剂。助烧剂选自二氧化硅、氧化钾、氧化钠、滑石、钾长石及钠长石中的至少一种；填充剂选自铝粉、铜粉、铁粉及氧化锌中的至少一种。
助烧剂能够降低陶瓷烧结温度，促进陶瓷烧结致密化，所以添加量要控制在一定范围内；且助烧剂的热导率比碳化硅低得多，助烧剂过多会降低碳化硅陶瓷整体的热导率，从而影响散热效果；但是助烧剂过少难以促进碳化硅陶瓷烧结，不仅会增加能耗和成本，而且陶瓷强度也会降低。
上述填充剂能够提高碳化硅陶瓷的热导率，改善多孔碳化硅散热片整体的散热效果。且上述添加量的上述填充不仅能够保证碳化硅陶瓷的强度，而且还能够提高碳化硅陶瓷的热导率；若填充剂过多，会降低多孔碳化硅陶瓷的强度，过少达不到提高多孔碳化硅陶瓷热导率的效果。
具体地，将原料混合形成混合料的步骤具体为：将分散剂和水混合，形成预混液；将原料与预混液球磨混合，得到混合料。其中，水与原料的质量比为60:100～100:100，上述比例的水有利于后续造粒。具体地，水为去离子水。分散剂与原料的质量比为0.1:100～1:100；分散剂选自聚甲基丙烯酸铵、聚乙烯亚胺及聚乙二醇中的至少一种。
进一步地，球磨混合时的转速为40转/分钟～80转/分钟，球磨时间为12小时～24小时。球磨混合时，原料和球磨介质的质量比为1:1.2～1:2。
具体地，碳化硅的中位粒径为5微米～30微米。助烧剂的中位粒径为10微米～20微米。填充剂的中位粒径为5微米～10微米。通过控制原料的初始粒径为上述粒径不仅能够使后续的碳化硅陶瓷具有较高的强度和较好的热导率，若粒径大了会导致碳化硅陶瓷的孔径增大，降低陶瓷强度和陶瓷整体热导率，若粒径小了，陶瓷强度会有所增加，但是气孔率和孔径减少，导致陶瓷散热片整体散热效果降低。
步骤S120：将混合料造粒。
具体地，将混合料造粒成粒径为50微米～100微米的颗粒。
具体地，将混合料造粒的方法为喷雾造粒。喷雾造粒的方法干燥速度快，混合料经雾化后表面积大大增加，在热风气流中，瞬间就可蒸发95％～98％的水份，完成干燥的时间仅需十几秒到数十秒钟，效率高；且喷雾造粒得到的颗粒为球状颗粒，粒度均匀、流动性好，有利于干压成型。
需要说明的是，将混合料造粒的方法不限于喷雾造粒，例如，还可以直接将球磨后的浆料干燥，然后过筛造粒，此时，水与原料的质量比不限于为上述比例。
步骤S130：将混合料成型，得到生坯。
具体地，将混合料成型的方法为干压成型。成型压力为10MPa～30MPa；保压时间60秒～120秒。
需要说明的是，将混合料成型的方法不限于为干压成型，例如，还可以为等静压成型、凝胶注模成型等，或者，将混合料成型的方法还可以为注浆成型的方法，此时，步骤S120可以省略，直接将球磨混合后的浆料进行注浆成型。
步骤S140：将生坯烧结，得到碳化硅陶瓷。
具体地，将生坯烧结的步骤为：在保护气体的氛围下，将生坯以10℃/小时～60℃/小时的速度升温至200℃～500℃，然后以100℃/小时～200℃/小时的速度升温至600℃～1000℃，再以5℃/小时～30℃/小时的速度升温至1300℃～1550℃，并保温1小时～4小时。
其中，保护气体为氢气、氮气及氩气中的一种。
经实验证明，上述碳化硅陶瓷的制备方法通过按照上述比例将碳化硅与上述助烧剂、上述填充剂混合后依次经成型和烧结，不仅能够使制备得到的碳化硅陶瓷具有较高的气孔率，有利于增加空气与碳化硅陶瓷的接触面积，而且还具有较高的热导率，从而使得碳化硅陶瓷具有较好的散热效果，同时，还能够使制备得到的碳化硅陶瓷具有较好的抗折强度。
一实施方式的碳化硅陶瓷，由上述碳化硅陶瓷的制备方法制备得到。该碳化硅陶瓷不仅具有较高的气孔率，有利于增加空气与碳化硅陶瓷的接触面积，而且还具有较高的热导率，以使该碳化硅陶瓷具有较好的散热效果，同时该碳化硅陶瓷还具有较好的抗折强度。
一实施方式的散热片，由上述碳化硅陶瓷加工处理得到。由于上述碳化硅陶瓷不仅具有较高的气孔率，有利于增加空气与碳化硅陶瓷的接触面积，而且还具有较高的热导率，使得该散热片具有较好的散热效果，同时由于上述碳化硅陶瓷还具有较好的抗折强度，使得该散热片也具有较好的抗折强度。
上述散热片能够应用在电脑、电视机或功率放大器中。例如，电脑中CPU中央处理器的散热片；电视机中电源管和行管的散热片；功放器中的功放管的散热片。由于上述散热片具有较好的散热效果和较好的抗折强度，有利于增加电脑、电视机和功率放大器的使用寿命。
以下为具体实施例部分(以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其它未明确指出的组分。)：
实施例1
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程如下：
(1)按照质量百分含量计，称取如下原料：80％的碳化硅、10％的助烧剂和10％填充剂。助烧剂为二氧化硅；填充剂为铝粉。碳化硅的中位粒径为5微米～30微米。助烧剂的中位粒径为10微米～20微米。填充剂的中位粒径为5微米～10微米。
(2)将分散剂和去离子水混合，形成预混液；将原料与预混液以60转/分钟的转速球磨混合18小时，得到混合料。其中，球磨混合时，原料和球磨介质的质量比为1:1.6；去离子水与原料的质量比为80:100；分散剂与原料的质量比为0.5:100；分散剂为聚甲基丙烯酸铵。
(3)将混合料喷雾造粒，以使混合料的粒径为50微米～100微米，然后在20MPa下保压90秒，以进行干压成型，得到生坯。
(4)在氢气的氛围下，将生坯以35℃/小时的速度升温至350℃，然后以150℃/小时的速度升温至800℃，再以18℃/小时的速度升温至1450℃，并保温烧结2小时，得到碳化硅陶瓷。
采用GB/T 1966-1996多孔陶瓷显气孔率、容量试验方法方法测试本实施例的碳化硅陶瓷的气孔率；采用GB/T22588-2008闪光法测量热扩散系数或导热系数方法测试本实施例的碳化硅陶瓷的热导率；采用GB/T 1965-1996多孔陶瓷弯曲强度试验方法方法测试本实施例的碳化硅陶瓷的抗折强度。本实施例的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例2～6
实施例2～6的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于原料的组成不同。实施例2的原料由70％的碳化硅、15％的助烧剂和15％填充剂组成；实施例3的原料由90％的碳化硅、5％的助烧剂和5％填充剂组成；实施例4的原料由75％的碳化硅、5％的助烧剂和20％填充剂组成；实施例5的原料由85％的碳化硅、8％的助烧剂和7％填充剂组成；实施例6的原料由80％的碳化硅、12％的助烧剂和8％填充剂组成。
实施例7
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程如下：
(1)按照质量百分含量计，称取如下原料：70％的碳化硅、15％的助烧剂和15％填充剂。助烧剂由质量比为1:1的二氧化硅和氧化钾组成；填充剂为铜粉。碳化硅的中位粒径为10微米～30微米。助烧剂的中位粒径为10微米～20微米。填充剂的中位粒径为5微米～10微米。
(2)将分散剂和去离子水混合，形成预混液；将原料与预混液以40转/分钟的转速球磨混合24小时，得到混合料。其中，球磨混合时，原料和球磨介质的质量比为1:1.2；去离子水与原料的质量比为60:100；分散剂与原料的质量比为0.1:100；分散剂为聚乙烯亚胺。
(3)将混合料喷雾造粒，以使混合料的粒径为50微米～100微米，然后在10MPa下保压120秒，以进行干压成型，得到生坯。
(4)在氮气的氛围下，将生坯以10℃/小时的速度升温至200℃，然后以100℃/小时的速度升温至600℃，以5℃/小时的速度升温至1300℃，并保温烧结4小时，得到碳化硅陶瓷。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例8
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程如下：
(1)质量百分含量计，称取如下原料：90％的碳化硅、5％的助烧剂和5％填充剂。助烧剂由质量比为1:1:1的二氧化硅、氧化钠和滑石组成；填充剂由质量比为1:1铝粉和铜粉组成。碳化硅的中位粒径为5微米～30微米。助烧剂的中位粒径为10微米～20微米。填充剂的中位粒径为5微米～10微米。
(2)将分散剂和去离子水混合，形成预混液；将原料与预混液以80转/分钟的转速球磨混合12小时，得到混合料。其中，球磨混合时，原料和球磨介质的质量比为1:2；去离子水与原料的质量比为100:100；分散剂与原料的质量比为1:100；分散剂为聚乙二醇。
(3)将混合料喷雾造粒，以使混合料的粒径为50微米～100微米，然后在30MPa下保压60秒，以进行干压成型，得到生坯。
(4)在氩气的氛围下，将生坯以60℃/小时的速度升温至500℃，然后以200℃/小时的速度升温至1000℃，再以30℃/小时升温至1550℃，并保温烧结1小时，得到碳化硅陶瓷。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例9
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程如下：
(1)按照质量百分含量计，称取如下原料：85％的碳化硅、8％的助烧剂和7％填充剂。助烧剂由质量比为1:1:1的二氧化硅、滑石和钾长石组成；填充剂为氧化锌。碳化硅的中位粒径为5微米～30微米。助烧剂的中位粒径为10微米～20微米。填充剂的中位粒径为5微米～10微米。
(2)将分散剂和去离子水混合，形成预混液；将原料与预混液以50转/分钟的转速球磨混合20小时，得到混合料。其中，球磨混合时，原料和球磨介质的质量比为1:1.8；去离子水与原料的质量比为70:100；分散剂与原料的质量比为0.8:100；分散剂由质量比为1:1的聚甲基丙烯酸铵和聚乙烯亚胺组成。
(3)将混合料喷雾造粒，以使混合料的粒径为50微米～100微米，然后在15MPa下保压100秒，以进行干压成型，得到生坯。
(4)在氮气的氛围中，将生坯以20℃/小时的速度升温至400℃，然后以180℃/小的速度升温至900℃，以10℃/小时升温至1500℃，并保温烧结1小时，得到碳化硅陶瓷。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例10
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为氧化钾。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例11
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为氧化钠，填充剂为铜粉。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例12
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为滑石，填充剂为铁粉。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例13
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为钾长石，填充剂为氧化锌。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例14
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为钠长石，填充剂为铝粉。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例15
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为二氧化硅，填充剂为氧化锌。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例16
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为氧化钾，填充剂为氧化锌。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例17
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为滑石，填充剂为氧化锌。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例18
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂由质量比为1:1的二氧化硅和钾长石组成，填充剂为氧化锌。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例19
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂由质量比为1:2:3的氧化钾、氧化钠和滑石组成，填充剂由质量比为1:2的铝粉和铜粉组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例20
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂由质量比为1:2:1的二氧化硅、氧化钾和钾长石组成，填充剂由质量比为1:2:1的铝粉、铜粉和铁粉组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例21
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂由质量比为1:2:2:1的二氧化硅、氧化钾、钾长石及钠长石组成，填充剂由质量比为1:3:2的铝粉、铜粉和氧化锌组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例22
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂由质量比为1:2:2:1:1的氧化钾、氧化钠、滑石、钾长石及钠长石组成，填充剂由质量比为2:1:1的铁粉、铜粉和氧化锌组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例23
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂由质量比为由质量比为2:1:2:1:2:1的二氧化硅、氧化钾、氧化钠、滑石、钾长石及钠长石组成，填充剂由质量比为1:1:2的铁粉、铝粉和氧化锌组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例24
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，填充剂由质量比为1:2:3:1的铁粉、铜粉、铝粉和氧化锌组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例25
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂为滑石，填充剂由质量比为3:1:1的铁粉、铜粉和氧化锌组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例26
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂为钾长石，填充剂由质量比为3:1的铜粉和氧化锌组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例27
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为助烧剂为钾长石，填充剂为氧化锌。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例28
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为滑石；填充剂为铜粉。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例29
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，步骤(1)中，碳化硅的质量百分含量为80％、助烧剂的质量百分含量为5％，填充剂的质量百分含量为15％，助烧剂为二氧化硅；填充剂由质量比为2:1的铜粉和铝粉组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例30
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，步骤(1)中，碳化硅的质量百分含量为80％、助烧剂的质量百分含量为5％，填充剂的质量百分含量为15％，助烧剂为二氧化硅；填充剂为铜粉。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例31
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，碳化硅的中位粒径为1微米～4微米。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
实施例32
本实施例的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，碳化硅的中位粒径为40微米～50微米。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
对比例1
对比例1的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于原料的组成不同，对比例1的原料由80％的碳化硅、4％的助烧剂和16％填充剂组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到对比例1的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
对比例2
对比例2的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于原料的组成不同，对比例2的原料由80％的碳化硅、16％的助烧剂和4％填充剂组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到对比例2的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
对比例3
对比例3的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于原料的组成不同，对比例3的原料由65％的碳化硅、10％的助烧剂和25％填充剂组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到对比例3的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
对比例4
对比例4的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于原料的组成不同，对比例4的原料由95％的碳化硅、4％的助烧剂和1％填充剂组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到对比例4的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
对比例5
对比例5的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于原料的组成不同，对比例5的原料由90％的碳化硅和10％的助烧剂组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到对比例5的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
对比例6
对比例6的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于原料的组成不同，对比例6的原料由90％的碳化硅和10％的填充剂组成。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到对比例6的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
对比例7
对比例7的碳化硅陶瓷的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，助烧剂为氧化铝，填充剂为氮化铝。
采用实施例1相同的测试方法分别测试得到对比例7的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度见表1。
表1为实施例1～32和对比例1～7的碳化硅陶瓷的气孔率、热导率和抗折强度。
表1
从表1中可以看出，实施例1～32的碳化硅陶瓷的抗折强度至少为54MPa，气孔率至少为30％，热导率至少为5W·m-1·K-1之间。
其中，实施例1的碳化硅陶瓷的抗折强度为60MPa，气孔率为35％，热导率为10W·m-1·K-1。而对比例1～5虽然气孔率与实施例1相当，但是抗折强度和热导率却远远不如实施例1；没有添加助烧剂的对比例6与实施例1的碳化硅陶瓷相比，虽然具有较高的气孔率，但是抗折强度和热导率也远远小于实施例1。而采用不同的助烧剂和填充剂的对比例7，虽然也具有较高的气孔率，但是抗折强度和热导率也远远小于实施例1。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将原料混合形成混合料，其中，按照质量百分含量计，所述原料包括70％～90％的碳化硅、5％～15％的助烧剂和5％～20％的填充剂，所述助烧剂选自二氧化硅、氧化钾、氧化钠、滑石、钾长石及钠长石中的至少一种，所述填充剂选自铝粉、铜粉、铁粉及氧化锌中的至少一种；
将所述混合料成型，得到生坯；及
将所述生坯烧结，得到碳化硅陶瓷。
2.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述碳化硅的中位粒径为5微米～30微米。
3.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将原料混合形成混合料的步骤具体为：将分散剂和水混合，形成预混液；将所述原料与所述预混液球磨混合，得到所述混合料。
4.根据权利要求3所述的碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述水与所述原料的质量比为60:100～100:100，所述分散剂与所述原料的质量比为0.1:100～1:100；所述将所述混合料成型的步骤之前，还包括将所述混合料进行喷雾造粒的步骤。
5.根据权利要求3所述的碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述分散剂选自聚甲基丙烯酸铵、聚乙烯亚胺及聚乙二醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将所述混合料成型的方法为干压成型，成型压力为10MPa～30MPa。
7.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，将所述生坯烧结的步骤为：在保护气体的氛围下，将所述生坯以10℃/小时～60℃/小时的速度升温至200℃～500℃，然后以100℃/小时～200℃/小时的速度升温至600℃～1000℃，再以5℃/小时～30℃/小时的速度升温至1300℃～1550℃，并保温1小时～4小时。
8.一种如权利要求1～7任意一项所述的碳化硅陶瓷的制备方法制备得到的碳化硅陶瓷。
9.一种散热片，其特征在于，由权利要求8所述的碳化硅陶瓷加工处理得到。
10.如权利要求9所述的散热片在电脑、电视机或功率放大器中的应用。
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