CN108752000A - 一种陶瓷浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种陶瓷浆料及其制备方法。本发明将碳化硅陶瓷粉和分散剂与溶剂混合均匀，加入稀土氧化物粉体后进行球磨，再加入烧结助剂和消泡剂后继续球磨，得到陶瓷浆料。本发明制备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性，色彩丰富多样，且固含量达到65％以上。

Description

一种陶瓷浆料及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种陶瓷浆料及其制备方法。
背景技术
陶瓷材料是天然或合成化合物经过成型和高温煅烧制成的一类无机非金属材料，陶瓷材料按照其性能和用途可以分为两大类：结构陶瓷和功能陶瓷，功能陶瓷是指在应用时主要利用其非力学性能的材料，这种材料通常具有一种或多种功能。如电、磁、光、热、化学、生物等功能，功能陶瓷种类繁多，用途各异。陶瓷产品的生产过程是指从投入原料开始，一直到把陶瓷产品生产出来为止的全过程。在陶瓷生产过程的一些工序中，如陶瓷坯料的陈腐、坯件的自然干燥过程等。还需要借助自然力的作用。使劳动对象发生物理的或化学的变化，这时，生产过程就是劳动过程和自然过程的结合。一般来说，陶瓷生产过程包括坯料制造、坯体成型、瓷器烧结等三个基本阶段。
流延成型是薄片陶瓷材料的一种重要成型工艺，流延成型一直应用于生产单层或多层薄板陶瓷材料。现在，流延成型已经成为生产多层电容器和多层陶瓷基片的支柱技术，而这两种产品在日益发展的电子陶瓷工业中占据很重要的地位。流延成型自其出现以来，不论是在理论方面还是技术装备上一直都在不断地发展，成型工艺上由原来的非水基流延成型工艺，到现在的水基流延成型工艺以及由此而派生出来的一些新的成型工艺：流延等静压复合成型工艺、紫外引发聚合物成型工艺和凝胶流延成型工艺。传统工艺的成熟、新工艺的研发使得流延成型工艺得到更加完善的发展，促进该工艺在陶瓷领域的应用。
对于陶瓷流延成型而言，最重要的部分就是分散良好且稳定的陶瓷浆料的制备，浆料的性能决定着流延成型的稳定性、素坯成型加工难易程度、基板烧结以及基板性能的优良情况。制备适合流延成型用的陶瓷浆料成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷浆料及其制备方法，将碳化硅陶瓷粉和分散剂与溶剂混合均匀，加入稀土氧化物粉体后进行球磨，再加入烧结助剂和消泡剂后继续球磨，得到陶瓷浆料。
本发明的技术方案为：
一种陶瓷浆料，其组分包括碳化硅陶瓷粉、分散剂、溶剂、稀土氧化物粉体、烧结助剂和消泡剂。
优选地，上述陶瓷浆料中各组分的组成为：碳化硅陶瓷粉30-35重量份、分散剂2-5重量份、溶剂45-50重量份、稀土氧化物粉体12-18重量份、烧结助剂0.5-2重量份、消泡剂0.5-2重量份。
优选地，上述分散剂为聚乙烯亚胺、磷酸三乙酯和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
优选地，上述溶剂为乙醇、丁酮、乙二醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、异丙醇和乙酸乙酯中的一种或两种。
优选地，上述稀土氧化物粉体为Cr2O3、Er2O3、Co3O4、Fe2O3、MnO2中的至少一种。
优选地，上述烧结助剂为氟化钙、氧化铈和氧化钇中的至少一种。
优选地，上述消泡剂为聚醚改性硅油消泡剂、矿物油消泡剂、混合硅油消泡剂、苯基硅油消泡剂和二甲基硅油消泡剂中的至少一种。
上述陶瓷浆料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将30-35重量份碳化硅陶瓷粉和2-5重量份分散剂搅拌分散于45-50重量份溶剂中；
(2)加入12-18重量份稀土氧化物粉体后将混合物料进行球磨；
(3)球磨后继续加入0.5-2重量份烧结助剂和0.5-2重量份消泡剂，再次球磨后得到陶瓷浆料。
优选地，步骤(2)中球磨转速为200-300r/min，球磨时间为5-10小时。
优选地，步骤(3)中球磨转速为150-250r/min，球磨时间为24-36小时。
本发明的有益效果如下：
本发明将碳化硅陶瓷粉和分散剂与溶剂混合均匀，加入稀土氧化物粉体后进行球磨，再加入烧结助剂和消泡剂后继续球磨，得到陶瓷浆料。本发明制备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性，色彩丰富多样，且固含量达到65％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
一种陶瓷浆料，其组分包括35重量份碳化硅陶瓷粉、3重量份分散剂聚乙烯亚胺、48重量份体积比为1：1的乙醇和正丁醇溶剂、12重量份稀土氧化物粉体Cr2O3和Er2O3、0.8重量份烧结助剂氟化钙和1.2重量份矿物油类消泡剂。
该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将35重量份碳化硅陶瓷粉和3重量份分散剂聚乙烯亚胺搅拌分散于48重量份体积比为1：1的乙醇和正丁醇溶剂中；
(2)加入12重量份稀土氧化物粉体Cr2O3和Er2O3后将混合物料倒入球磨机中，在200r/min的转速下球磨8小时；
(3)球磨完成后继续加入0.8重量份烧结助剂氟化钙和1.2重量份矿物油类消泡剂，在180r/min转速下继续球磨30小时，得到陶瓷浆料。
本实施例制备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性，色彩鲜艳明亮，且固含量达到68％。
实施例2
一种陶瓷浆料，其组分包括32重量份碳化硅陶瓷粉、3.5重量份分散剂磷酸三乙酯、50重量份体积比为1：2的甲苯和二甲苯溶剂、13.5重量份稀土氧化物粉体MnO2和Fe2O3、0.5重量份烧结助剂氧化铈和氟化钙以及0.5重量份混合硅油类消泡剂。
该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将32重量份碳化硅陶瓷粉和3.5重量份分散剂磷酸三乙酯搅拌分散于50重量份体积比为1：2的甲苯和二甲苯溶剂中；
(2)加入13.5重量份稀土氧化物粉体MnO2和Fe2O3后将混合物料倒入球磨机中，在250r/min的转速下球磨6小时；
(3)球磨完成后继续加入0.5重量份烧结助剂氧化铈和氟化钙以及0.5重量份混合硅油类消泡剂，在200r/min转速下继续球磨28小时，得到陶瓷浆料。
本实施例制备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性，色彩鲜艳明亮，且固含量达到67.5％。
实施例3
一种陶瓷浆料，其组分包括33.6重量份碳化硅陶瓷粉、2.8重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮、49重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂、12.5重量份稀土氧化物粉体MnO2、1.2重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及0.9重量份聚醚改性硅油类消泡剂。
该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将33.6重量份碳化硅陶瓷粉和2.8重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮搅拌分散于49重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂中；
(2)加入12.5重量份稀土氧化物粉体MnO2后将混合物料倒入球磨机中，在280r/min的转速下球磨10小时；
(3)球磨完成后继续加入1.2重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及0.9重量份聚醚改性硅油类消泡剂，在250r/min转速下继续球磨32小时，得到陶瓷浆料。
本实施例制备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性，色彩鲜艳明亮，且固含量达到69.2％。
实施例4
一种陶瓷浆料，其组分包括32.9重量份碳化硅陶瓷粉、3.5重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮、48.7重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂、12.1重量份稀土氧化物粉体MnO2、1.5重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及1.3重量份聚醚改性硅油类消泡剂。
该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将32.9重量份碳化硅陶瓷粉和3.5重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮搅拌分散于48.7重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂中；
(2)加入12.1重量份稀土氧化物粉体MnO2后将混合物料倒入球磨机中，在250r/min的转速下球磨10小时；
(3)球磨完成后继续加入1.5重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及1.3重量份聚醚改性硅油类消泡剂，在250r/min转速下继续球磨35小时，得到陶瓷浆料。
实施例5
一种陶瓷浆料，其组分包括34.1重量份碳化硅陶瓷粉、2.4重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮、46.9重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂、15.1重量份稀土氧化物粉体MnO2、0.8重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及0.7重量份聚醚改性硅油类消泡剂。
该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将34.1重量份碳化硅陶瓷粉和2.4量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮搅拌分散于46.9重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂中；
(2)加入15.1重量份稀土氧化物粉体MnO2后将混合物料倒入球磨机中，在300r/min的转速下球磨8小时；
(3)球磨完成后继续加入0.8重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及0.7重量份聚醚改性硅油类消泡剂，在200r/min转速下继续球磨30小时，得到陶瓷浆料。
本实施例制备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性，色彩鲜艳明亮，且固含量达到70.2％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷浆料组分包括碳化硅陶瓷粉、分散剂、溶剂、稀土氧化物粉体、烧结助剂和消泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷浆料中各组分的组成为：碳化硅陶瓷粉30-35重量份、分散剂2-5重量份、溶剂45-50重量份、稀土氧化物粉体12-18重量份、烧结助剂0.5-2重量份、消泡剂0.5-2重量份。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯亚胺、磷酸三乙酯和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料，其特征在于，所述溶剂为乙醇、丁酮、乙二醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、异丙醇和乙酸乙酯中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料，其特征在于，所述稀土氧化物粉体为Cr2O3、Er2O3、Co3O4、Fe2O3、MnO2中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料，其特征在于，所述烧结助剂为氟化钙、氧化铈和氧化钇中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷浆料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性硅油消泡剂、矿物油消泡剂、混合硅油消泡剂、苯基硅油消泡剂和二甲基硅油消泡剂中的至少一种。
8.权利要求1至7所述的任一种陶瓷浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将30-35重量份碳化硅陶瓷粉和2-5重量份分散剂搅拌分散于45-50重量份溶剂中；
(2)加入12-18重量份稀土氧化物粉体后将混合物料进行球磨；
(3)球磨后继续加入0.5-2重量份烧结助剂和0.5-2重量份消泡剂，再次球磨后得到陶瓷浆料。
9.根据权利要求8所述的一种陶瓷浆料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中球磨转速为200-300r/min，球磨时间为5-10小时。
10.根据权利要求8所述的一种陶瓷浆料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中球磨转速为150-250r/min，球磨时间为24-36小时。
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