CN110655403A - 陶瓷结构件填充料、陶瓷结构件填充体、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了陶瓷结构件填充料、陶瓷结构件填充体、其制备方法及应用。上述陶瓷结构件填充料包括如下重量份的组分：石墨粉85‑120份、溶剂50‑80份、分散剂2‑8份、粘合剂10‑20份；所述的石墨粉为球形石墨粉，粒径小于1‑100μm；陶瓷结构件填充体的制备方法为：S1、将石墨粉、溶剂、分散剂及粘合剂混合均匀，形成浆料；S2、将所述浆料通过流延法成型为流延生坯；S3、将所述流延生坯冲切成预设的形状制成的陶瓷结构件填充体。本发明所述陶瓷结构件填充料，制备成填充体填充在陶瓷结构件中，性能好、高温易挥发，无残留，且制得的通孔尺寸精度好、产品合格率高。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷结构件制备技术领域，具体涉及陶瓷结构件填充料、陶瓷结构件填充体、其制备方法及应用。
背景技术
陶瓷材料由于其具有强度高、耐磨、防水、防锈的特点，越来越多地替代金属等材料，应用于手机后盖、模具等多个领域。在一些特殊的工业环境中，经常需要用到耐酸碱的氧化锆、氧化铝等陶瓷。特别在一些需要精确吸液移液的工艺环境中，为对该环节进行精准控制，通常对这类耐腐蚀陶瓷产品的尺寸精度要求也较高，尤其是通道、通孔尺寸。通常，对于这类产品一般需要对烧坯进行加工处理，使得产品尺寸精度达到客户要求。然而对于一些小尺寸陶瓷制品，当制品通孔尺寸偏小、结构复杂时，往往加工起来费时费力。
发明内容
基于此，本发明提供一种陶瓷结构件填充料，其可以制备成填充体填充在陶瓷结构件中，该填充体高温易挥发，无残留，利用其制得的填充孔洞尺寸偏差小，产品良率高。
本发明还提供一种陶瓷结构件填充体的制备方法。
本发明还提供一种陶瓷结构件填充体。
本发明还提供一种陶瓷结构件填充体的应用。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种陶瓷结构件填充料，其包括如下重量份的组分：
石墨粉85-120份、溶剂50-80份、分散剂2-8份、粘合剂10-20份；所述的石墨粉为球形石墨粉，所述石墨粉的粒径为1μm-100μm。
上述的陶瓷结构件填充料，采用特定粒径和形状的石墨粉加上辅助剂组成，制备成填充体后，其性能较好，能与陶瓷件一起进行压制、烧结等处理，并且高温易挥发，残留少，后期能够无残留地除去，适用于制备通孔型陶瓷结构件。
其中一些实施例中，所述石墨粉的杂含量小于0.1％。
其中一些实施例中，所述溶剂为酒精、甲乙酮、丙酮及丙醇其中的一种或几种。
其中一些实施例中，所述溶剂为酒精和甲乙酮以1:1体积比配成。
其中一些实施例中，所述分散剂为鱼油和/或磷酸酯。
其中一些实施例中，所述粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛和/或聚甲基丙烯酸甲酯。
本发明还提供一种制备上述的陶瓷结构件填充体的方法，包括如下步骤：
S1、将石墨粉、溶剂、分散剂及粘合剂混合在一起，搅拌均匀，形成浆料；
S2、将所述浆料通过流延法成型为流延生坯；
S3、将所述流延生坯冲切成预设的形状。
其中一些实施例中，所述步骤S2与S3之间，还具有步骤S20：当所述填充体的厚度较大时，将至少两个所述流延生坯叠加在一起，置于压力150-250MPa、温度80℃-98℃的环境下进行温等静压叠片压制。采用该工艺压成的陶瓷结构件填充体，在150MPa-250MPa压力下的收缩率为0％-0.05％。
本发明还提供一种陶瓷结构件填充体，其特征在于，由所述的陶瓷结构件填充体的制备方法制成。该填充体在150MPa-250MPa压力下的收缩率为0.6％-0.65％。需要叠片时，采用温等静压叠片压制制得的陶瓷结构件填充体，在150MPa-250MPa压力下的收缩率为0％-0.05％。
本发明还提供一种陶瓷结构件填充体的应用，所述陶瓷结构件填充体应用于制备具有通孔或通道的陶瓷结构件。
附图说明
图1是本发明一实施例所述陶瓷结构件填充体的制备方法的流程图；
图2是呈条型的陶瓷结构件填充体的结构示意图；
图3是呈方块型的陶瓷结构件填充体的结构示意图；
图4是呈U型的陶瓷结构件填充体的结构示意图；
图5是呈S型的陶瓷结构件填充体的结构示意图；
图6是多个方块型结合的陶瓷结构件填充体的结构示意图；
图7是本发明一实施例所述陶瓷结构件填充体的石墨的形貌图。
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。
本发明提供一种陶瓷结构件填充料，其包括如下重量份的组分：石墨粉85-120份、溶剂50-80份、分散剂2-8份、粘合剂10-20份；其中的石墨粉为球形石墨粉，所述石墨粉的粒径为1μm-100μm。例如石墨粉85份、90份、92份、95份、100份、105份、110份、115份及120份；溶剂50份、52份、55份、60份、64份、68份、70份、75份及80份；分散剂2份、2.5份份、3份、4份、5份、7份、8份、9份及10份；粘合剂10份、12份、13份、15份、16份、18份及20份。
请参照图7，为球形石墨放大了200倍的形貌图。其中的石墨粉其粒径为1μm-100μm，杂含量小于0.1％，石墨和其他辅助剂形成的陶瓷浆料分散均匀，并且浆料容易成型，性能好，在填充到陶瓷结构件内烧完后，陶瓷结构件内部几乎无杂质，制备成的结构件干净无杂质、良率高。
其中的溶剂为酒精、甲乙酮、丙酮及丙醇其中的一种或几种的组合，均可以与与石墨结合在一起，形成可流动的浆料。其中一实施例中，溶剂优选为酒精和甲乙酮以1:1体积比配成，使得石墨能够更快速、均匀地与液体混合在一起，并且在填充后排胶烧结过程中易挥发，无残留。
分散剂为鱼油和/或磷酸酯。该两种分散剂可与石墨粉很好地结合，让石墨粉能均匀地分散于溶剂中，形成所要的均匀的浆料。
粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛和/或聚甲基丙烯酸甲酯。选用该粘合剂可以与上述的分散剂、溶剂更好地配伍在一起，形成所需要粘度的浆料。
请参照图1，采用上述的陶瓷结构件填充料制备陶瓷结构件填充体的方法为：
S1、将石墨粉、溶剂、分散剂及粘合剂混合在一起，搅拌均匀，形成浆料；
S2、将所述浆料通过流延法成型为所需厚度的流延生坯。
S3、将上述的流延生坯冲切成预设的形状。
采用该方法制得的陶瓷结构件填充体，在150MPa-250MPa压力下的收缩率为0.6％-0.65％，因此与结构件一起压制时要考虑其收缩率，以便精确控制通孔或通道的尺寸。
上述的步骤S2具体可以是：将上述的浆料在-0.1～-0.01MPa压力下进行脱泡处理，再将脱泡后的浆料流延成型为厚度为0.1-2.0mm的流延生坯。
上述的步骤S2与S3之间，还具有步骤S20：当填充体的厚度大于2.0mm时，将至少两个流延生坯叠加在一起，置于压力150-250MPa、温度80℃-98℃的环境下等静压压制成型。例如在80℃-98℃的温水中进行温水等静压。采用该方法制得的陶瓷结构件填充体，在150MPa-250MPa压力下的收缩率为0％-0.05％，因此与结构件一起压制时要考虑其收缩率，以便精确控制通孔或通道的尺寸。
请参照图2至图6，其中填充体的形状可以是条型、U型、方块型、S型以及条型、U型、方块型、S型的结合。
其中上述的流延成型方式与陶瓷材料流延成型的方式相同，用于制备结构件时，结构件内的通孔或通道形状和尺寸可通过石墨填充体精确控制。
上述的陶瓷结构件填充料，采用特定粒径和形状的石墨粉加上辅助剂组成，制备成填充体后，其性能较好，能与陶瓷件一起进行压制、烧结等处理，并且高温易挥发，残留少，后期能够无残留地除去，适用于制备通孔型陶瓷结构件。
本发明还保护采用上述的陶瓷结构件填充体的制备方法制成的陶瓷结构件填充体。该陶瓷结构件填充体应用于制备具有通孔或通道的陶瓷结构件。
以下将通过几个实施例来具体说明本发明的实施方式：
实施例一
本实施例所述的陶瓷结构件填充料，其由如下重量份的组分组成：石墨粉100份、溶剂70份、分散剂4份、粘合剂15份；其中的石墨粉为球形石墨粉，其中的溶剂为酒精和甲乙酮以1:1体积比配成，分散剂为鱼油和磷酸酯1:1配成，粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛。采用上述的填充料制备成填充体的方法为：S1、将石墨粉、溶剂、分散剂及粘合剂混合在一起，采用球磨的方式混合均匀，形成浆料；S2、将上述的浆料在-0.1MPa压力下进行脱泡处理，再将脱泡后的浆料流延成型为厚度为1.5mm的流延生坯；S3、将上述的流延生坯冲切成条型状。
实施例二
本实施例所述的陶瓷结构件填充料，其由如下重量份的组分组成：石墨粉100份、溶剂60份、分散剂5.5份、粘合剂15份；其中的石墨粉为球形石墨粉，杂含量小于0.1％。其中的溶剂为酒精和甲乙酮以1:1体积比配成，分散剂为鱼油，粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛。采用上述的填充料制备成填充体的方法为：S1、将石墨粉、溶剂、分散剂及粘合剂混合在一起，采用球磨的方式混合均匀，形成浆料；S2、将上述的浆料在-0.05MPa的压力下脱泡处理，然后流延成型为厚度为1.0mm的流延生坯；S3、将上述的流延生坯冲切成条型状。
实施例三
本实施例所述的陶瓷结构件填充料，其由如下重量份的组分组成：石墨粉85份、溶剂50份、分散剂2份、粘合剂10份；其中的石墨粉为球形石墨粉，杂含量小于0.1％。其中的溶剂为酒精，分散剂为磷酸酯，粘合剂为聚甲基丙烯酸甲酯。采用上述的填充料制备成填充体的方法为：S1、将石墨粉、溶剂、分散剂及粘合剂混合在一起，采用球磨的方式混合均匀，形成浆料；S2、将上述的浆料在0.01MPa压力下脱泡处理，然后流延成型为厚度为0.4mm的流延生坯；S20、选择两个0.4mm的流延生坯叠加在一起，置于压力200MPa、温度90℃的等静压设备中进行温等静压叠片压制10min；S3、将上述的流延生坯冲切成U型状。
实施例四
本实施例所述的陶瓷结构件填充料，其由如下重量份的组分组成：石墨粉120份、溶剂80份、分散剂8份、粘合剂20份；其中的石墨粉为球形石墨粉，石墨粉的粒径小于10μm，杂含量小于0.1％。其中的溶剂为酒精与甲乙酮以2:1的体积比配成，分散剂为鱼油，粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛和聚甲基丙烯酸甲酯1:1配成。采用上述的填充料制备成填充体的方法为：S1、将石墨粉、溶剂、分散剂及粘合剂混合在一起，采用球磨的方式混合均匀，形成浆料；S2、上述的浆料在-0.1MPa压力下脱泡处理，然后流延成型为厚度为2.0mm的流延生坯；S20、选择两个2.0mm的流延生坯叠加在一起，置于压力180MPa、温度90℃的等静压设备中进行温等静压叠片压制30min；S3、将上述的流延生坯冲切成方块型状。
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本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)
1.一种陶瓷结构件填充料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
石墨粉85-120份、溶剂50-80份、分散剂2-8份、粘合剂10-20份；所述的石墨粉为球形石墨粉，所述石墨粉的粒径为1μm-100μm。
2.根据权利要求1所述的陶瓷结构件填充料，其特征在于：所述石墨粉的杂含量小于0.1％。
3.根据权利要求1所述的陶瓷结构件填充料，其特征在于：所述溶剂为酒精、甲乙酮、丙酮及丙醇其中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的陶瓷结构件填充料，其特征在于：所述溶剂为酒精和甲乙酮以1:1体积比配成。
5.根据权利要求1所述的陶瓷结构件填充料，其特征在于：所述分散剂为鱼油和/或磷酸酯。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的陶瓷结构件填充料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将石墨粉、溶剂、分散剂及粘合剂混合均匀，形成浆料；
S2、将所述浆料通过流延法成型为流延生坯；
S3、将所述流延生坯冲切成预设的形状。
7.根据权利要求6所述的陶瓷结构件填充体的制备方法，其特征在于：所述步骤S2与S3之间，还具有步骤S20：当所述填充体的厚度较大时，将至少两个所述流延生坯叠加在一起，置于压力150-250MPa、温度80℃-98℃的环境下进行温等静压叠片压制。
8.一种陶瓷结构件填充体，其特征在于，由权利要求6所述的陶瓷结构件填充体的制备方法制成，所述陶瓷结构件填充体在150MPa-250MPa压力下的收缩率为0.6％-0.65％。
9.一种陶瓷结构件填充体，其特征在于，由权利要求7所述的陶瓷结构件填充体的制备方法制成，所述陶瓷结构件填充体在150MPa-250MPa压力下的收缩率为0％-0.05％。
10.一种陶瓷结构件填充体的应用，其特征在于：所述陶瓷结构件填充体应用于制备具有通孔或通道的陶瓷结构件。
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