CN108147825A - 一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法 - Google Patents

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陶岳雨
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Abstract

本发明涉及一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法，包括：采用立式烧结法，将大尺寸先进陶瓷部件坯体以面积最小的一面作为接触面放在窑炉之上，坯体之间按厚度的一半到两倍的距离间隔放置，随后按传统工艺烧结，即可。本发明显著减少了产品底部与窑炉的接触面，扩大了烧结面积，同时也为增加有效烧结面积和受热排胶面积，促进排胶的通畅性和均匀性提供了保障，从而使得产品形变与开裂显著减小，成品率显著提升，从70％提高到了90％。

Description

一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法
技术领域
本发明属于先进陶瓷部件领域，特别涉及一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法。
背景技术
半导体领域的先进陶瓷部件通常都是大尺寸、大厚度，采用传统烧结工艺已经无法实现品质的完全可控，成品率非常低，成本也已不占优势。主要问题是：易开裂，较多变形，烧结不完全，烧结程度不均匀。原因在于：如图1所示，烧结过程中产品的底部与窑炉的接触面得不到充分烧结和排胶，整体排胶不充分，不均匀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法，该方法显著减少了产品底部与窑炉的接触面，扩大了烧结面积，同时也为增加有效烧结面积和受热排胶面积，促进排胶的通畅性和均匀性提供了保障，从而使得产品形变与开裂显著减小，成品率显著提升，从70％提高到了90％。
本发明的一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法，包括：
采用立式烧结法，将大尺寸先进陶瓷部件坯体以面积最小的一面作为接触面放在窑炉之上，坯体之间按厚度的一半到两倍的距离间隔放置，随后按传统工艺烧结，即可。
所述大尺寸先进陶瓷部件坯体如果坯体本身具备足够的结构强度适合采用最小接触面来竖立放置则直接放置，否则将通过在毛坯两侧放置具有一定强度和稳定性的同类型材质产品的块状物来支撑竖立。
所述大尺寸先进陶瓷部件坯体的尺寸为500mm×500mm×100mm，则坯体的间隔距离为50～150mm。
有益效果
(1)本发明避免了传统技术改进过程中需要大量的实验来调整产品烧结曲线的做法，节省了大量人力物力及时间成本；
(2)本发明采用单一变量法创新，效果明显；
(3)本发明通过立式堆放产品，显著减少了产品底部与窑炉的接触面，扩大了烧结面积；
(4)本发明采用间隔堆放产品，也为增加有效烧结面积和受热排胶面积，促进排胶的通畅性和均匀性提供了保障；
(5)本发明因为排胶充分，所以产品形变与开裂显著减小，成品率显著提升，从70％提高到了90％；
(6)由于立式烧结过程中产品间的气体流通更为顺畅，热交换更充分，热量的充分循环与利用效率显著提高，所以整个烧结过程所消耗的能量相比传统工艺减少10％～20％，烧结温度提升到最高目标温度所消耗的能量也缩减了5％～10％左右；
(7)本发明设计的产品间隔确保了稳定的气流，同时产品的强度足够依靠较小的接触面实现稳定而持续的树立。
附图说明
图1为大尺寸先进陶瓷部件烧结的传统工艺示意图；
图2为本发明工艺的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例以生产长宽尺寸均为500mm，厚度为100mm的高纯氧化铝板材产品为例：
采用立式烧结法，将大尺寸先进陶瓷部件坯体以500×100的一面作为接触面放在窑炉之上，坯体之间按100mm的距离间隔放置，随后按传统工艺烧结，即可。
最终成品率显著提升，从70％提高到了90％；整个烧结过程所消耗的能量相比传统工艺减少15％，烧结温度提升到最高目标温度所消耗的能量也缩减了10％左右。
实施例2
本实施例以生产直径为300mm，高度为80mm的环状高纯氧化铝产品为例，采用立式烧结法，将环状产品竖立放置在窑炉中，坯体按照80mm间隔摆放，并在坯体两端放入宽度约80mm、长度约200mm、高度约50mm的块状烧结完成的氧化铝陶瓷块以保证环状产品竖立，随后按照传统工艺烧结即可。
最终成品率从85％提高到92％，耗能降低5％，烧结最高温降低8％。因为环状产品在烧结过程中的气流通透性有着天然优势，因此虽然最终效果的各项指标改善比例有所下降，但依然是有了较为明显的改进和提升。

Claims (3)

1.一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法，包括：
采用立式烧结法，将大尺寸先进陶瓷部件坯体以面积最小的一面作为接触面放在窑炉之上，坯体之间按厚度的一半到两倍的距离间隔放置，随后按传统工艺烧结，即可。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法，其特征在于：通过在毛坯两侧放置同类型材质产品的块状物支撑竖立。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸先进陶瓷部件的烧结方法，其特征在于：所述大尺寸先进陶瓷部件坯体的尺寸为500mm×500mm×100mm，则坯体的间隔距离为50～150mm。
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