CN107915490A - 一种氮化铝陶瓷的注射成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，主要包括以下步骤：混合料制备：将氮化铝、氧化钇粉末通过球磨筒球磨混合后干燥过筛，制得混合料；混炼：将混合料粉末与粘结剂混炼，制成注射喂料；注射成形：将喂料通过注射机注射成形；脱脂：包括溶剂脱脂和热脱脂；烧结：在烧结炉中常压烧结。本发明技术可用于成型形状复杂氮化铝陶瓷，工艺流程简单，生产效率高，原料利用率高，适合工业化生产。

Description

一种氮化铝陶瓷的注射成形方法
技术领域
本发明涉及氮化铝陶瓷制备技术领域，尤其涉及一种氮化铝陶瓷的注射成形方法。
背景技术
氮化铝陶瓷具有热导率高、绝缘性好、介电损耗小、化学性能稳定等特点，是大规模集成电路、半导体模块电路的理想散热材料和封装材料。
注射成形技术是一种近净成形技术，可以制造形状复杂、尺寸精度要求高、大批量生产的制品，密度均匀、各向收缩相同、与精密铸造相似，而且精度和表面粗糙度好，无需后续加工。氮化铝陶瓷具有很高的硬度和脆性，精密加工难度较大。利用注射成形技术制备氮化铝陶瓷，可通过调节粘结剂种类和含量满足粉末的成形要求，制备各种复杂形状精细陶瓷结构件，原料利用率高，成本低，适合工业化生产。
发明内容
本发明旨在提供一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，可以制备各种复杂形状产品，工艺流程简单，原料利用率高，适合产业化生产。
(1)本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，包括如下步骤：
(2)混合料制备：将氮化铝、氧化钇粉末按照比例称取，放入球磨筒中，加入磨介球和分散介质进行球磨，球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；
(3)混炼：将混合料粉末与粘结剂按照比例称取，加入混炼机中，加热并混炼；
(4)制粒：采用挤出装置将喂料挤成带状、条状，通过粉碎机制粒；
(5)注射成形：将制粒后的喂料采用注射机注射出各种形状的注射坯；
(6)脱脂：注射坯首先在溶剂中脱除部分粘结剂，然后加热脱除剩余粘结剂；
(7)烧结：脱脂后的坯体在烧结炉中常压烧结，获得致密化产品。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现：
前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，所述混合料中氧化钇的重量分数为1～10％。
前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，所述磨介球为氧化铝球，分散介质为无水乙醇。球料重量比为5：1，固液体积比为1：5，球磨时间为40～50h。
前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，所述的混炼粘结剂包含石蜡，质量分数30～55％、高密度聚乙烯，质量分数10～40％、硬脂酸，质量分数2～10％和乙烯醋酸乙烯共聚物，质量分数2～10％，混合料粉末的体积分数为55～65％。
前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，混炼温度为120～180℃，混炼时间为2～6小时。
前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，注射温度为160～180℃，注射压力为60～80MPa，模温为25～35℃。
前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，溶剂脱脂可选用三氯乙烯、三氯甲烷或正庚烷中的一种，脱脂温度为45～70℃，脱脂时间为5～8小时，热脱脂温度为450～500℃。
前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，烧结温度为1800～1900℃，保温时间为100～150分钟，烧结过程中氮气保护。
与现有技术相比，本发明中通过注射成形技术，可以制备形状复杂的产品，获得精细陶瓷，原料利用率高，适合大批量生产。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述优势和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
无
具体实施方式
实施例1：
一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，包括如下步骤：
(1)混合料制备：称取质量分数为3％氧化钇粉末和97％氮化铝粉末，放入球磨筒中，加入氧化铝磨介球和无水乙醇分散介质，球料比为5：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)，球磨时间为48h。球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；
(2)混炼：混炼粘结剂重量比为48％石蜡(PW)、35％高密度聚乙烯(HDPE)、10％硬脂酸(SA)和7％乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)。将混合料粉末(体积分数58.7％)与粘结剂加入混炼机中，加热到140℃混炼6h；
(3)制粒：采用挤出装置将喂料挤成带状、条状，通过粉碎机制粒；
(4)注射成形：将制粒后的喂料采用注射机注射出各种形状的注射坯。注射温度为165℃，注射压力为60MPa，模温为30℃；
(5)脱脂：首先在三氯乙烯溶剂中脱脂，温度为50℃，时间为6h。然后在脱蜡炉中热脱脂，热脱脂温度为480℃，加热脱除剩余粘结剂；
(6)烧结：在烧结炉中常压烧结，烧结温度为1880℃，保温时间为120min，N2保护，获得致密化产品。
实施例2：
一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，包括如下步骤：
(1)混合料制备：称取质量分数为7％氧化钇粉末和93％氮化铝粉末，放入球磨筒中，加入氮化硅磨介球和无水乙醇分散介质，球料比为5：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)，球磨时间为48h。球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；
(2)混炼：混炼粘结剂为55％石蜡(PW)、35％高密度聚乙烯(HDPE)、8％硬脂酸(SA)和2％乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)。将混合料粉末(体积分数60.8％)与粘结剂加入混炼机中，加热到140℃混炼6h；
(3)制粒：采用挤出装置将喂料挤成带状、条状，通过粉碎机制粒；
(4)注射成形：将制粒后的喂料采用注射机注射出各种形状的注射坯。注射温度为165℃，注射压力为60MPa，模温为30℃；
(5)脱脂：首先在三氯乙烯溶剂中脱脂，温度为50℃，时间为6h。然后在脱蜡炉中热脱脂，热脱脂温度为480℃，加热脱除剩余粘结剂；
(6)烧结：在烧结炉中常压烧结，烧结温度为1830℃，保温时间为120min，N2保护，获得致密化产品。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，利用上述技术内容做出些许更动或修饰的实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其特征在于：包括如下步骤：
混合料制备：将氮化铝、氧化钇粉末按照比例称取，放入球磨筒中，加入磨介球和分散介质进行球磨，球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；
混炼：将混合料粉末与粘结剂按照比例称取，加入混炼机中，加热并混炼；
制粒：采用挤出装置将喂料挤成带状、条状，通过粉碎机制粒；
注射成形：将制粒后的喂料采用注射机注射出各种形状的注射坯；
脱脂：注射坯首先在溶剂中脱除部分粘结剂，然后加热脱除剩余粘结剂；
烧结：脱脂后的坯体在烧结炉中常压烧结，获得致密化产品。
2.如权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其特征在于：所述混合料中氧化钇的重量分数为1～10％。
3.如权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其特征在于：所述磨介球为氧化铝球，分散介质为无水乙醇；球料重量比为5：1，固液体积比为1：5，球磨时间为40～50h。
4.如权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其特征在于：所述的混炼粘结剂包含石蜡，质量分数30～55％、高密度聚乙烯，质量分数10～40％、硬脂酸，质量分数2～10％和乙烯醋酸乙烯共聚物，质量分数2～10％，混合料粉末的体积分数为55～65％。
5.如权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其特征在于：混炼温度为120～180℃，混炼时间为2～6小时。
6.如权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其特征在于：注射温度为160～180℃，注射压力为60～80MPa，模温为25～35℃。
7.如权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其特征在于：溶剂脱脂为三氯乙烯、三氯甲烷或正庚烷中的一种，脱脂温度为45～70℃，脱脂时间为5～8小时，热脱脂温度为450～500℃。
8.如权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其特征在于：烧结温度为1800～1900℃，保温时间为100～150分钟，烧结过程中氮气保护。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108640689A (zh) * 2018-05-22 2018-10-12 南京萨特科技发展有限公司 一种高分断保险丝的陶瓷管制备方法
CN110317065A (zh) * 2019-06-04 2019-10-11 银川艾森达新材料发展有限公司 一种等截面氮化铝产品的成型方法
CN111423239A (zh) * 2020-05-11 2020-07-17 深圳顺络电子股份有限公司 一种微波陶瓷介质滤波器及其加工成型方法
CN114458686A (zh) * 2021-12-22 2022-05-10 萍乡市慧成精密机电有限公司 一种陶瓷注射成形滑动轴承及制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1686942A (zh) * 2005-04-22 2005-10-26 北京科技大学 一种制备高热导率和高尺寸精度氮化铝陶瓷零部件的方法
CN104844220A (zh) * 2015-05-26 2015-08-19 北京科技大学 一种纳米氮化铝陶瓷注射成形方法
CN104860684A (zh) * 2015-05-26 2015-08-26 北京科技大学 一种氮化铝陶瓷注射成形用粘结剂及其应用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1686942A (zh) * 2005-04-22 2005-10-26 北京科技大学 一种制备高热导率和高尺寸精度氮化铝陶瓷零部件的方法
CN104844220A (zh) * 2015-05-26 2015-08-19 北京科技大学 一种纳米氮化铝陶瓷注射成形方法
CN104860684A (zh) * 2015-05-26 2015-08-26 北京科技大学 一种氮化铝陶瓷注射成形用粘结剂及其应用方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108640689A (zh) * 2018-05-22 2018-10-12 南京萨特科技发展有限公司 一种高分断保险丝的陶瓷管制备方法
CN110317065A (zh) * 2019-06-04 2019-10-11 银川艾森达新材料发展有限公司 一种等截面氮化铝产品的成型方法
CN111423239A (zh) * 2020-05-11 2020-07-17 深圳顺络电子股份有限公司 一种微波陶瓷介质滤波器及其加工成型方法
CN114458686A (zh) * 2021-12-22 2022-05-10 萍乡市慧成精密机电有限公司 一种陶瓷注射成形滑动轴承及制造方法

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