CN1197821C - 一种氧化铝陶瓷散热基片的制备方法 - Google Patents

一种氧化铝陶瓷散热基片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种氧化铝陶瓷基片的制备方法，它以氧化铝粉末为基本材料，添加相关辅料，组成混合粉料，其主要工艺流程包括粉碎、烘干、粗碾、精碾、冲片、烧成等。本发明方法工艺稳定、质量可靠，产品适用性广，而且设备投资少、产品成本低。

Description

一种氧化铝陶瓷散热基片的制备方法
技术领域
本发明属陶瓷材料技术领域，具体涉及一种氧化铝陶瓷散热基片的制备方法。
背景技术
氧化铝陶瓷基片由于其具有极高的机械强度，良好的散热性能等，而被广泛应用于各个领域，如机械、仪器仪表、化工、生物、航天航空等，氧化铝陶瓷的制备过程对陶瓷的性能质量有很大的影响。目前，陶瓷基片的制备方法主要有如下几种：多次轧膜法、一次轧膜法、热压铸法、流延法等。其中多次轧膜法工艺较成熟、投资较少，适应性强，但是，工艺波动较大，产品表面较粗糙，瓷质较疏松。热压铸法设备投资大，生产成本高，适应性较差，成品率较低。其它方法也有其不足之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺条件稳定、产品质量可靠，而且投资少、成本低的氧化铝陶瓷基片的制备方法。
本发明提出的氧化铝陶瓷基片的制备方法，是以多次轧膜法为基础的改进，它以氧化铝(Al2O3)粉末为基本材料，添加相关辅料，组成混合粉料，具体工艺流程如下：
1、粉碎：采用球磨法，将混合粉料按料∶球∶水＝(1.5-1.8)∶(1.8-2.2)∶1的重量配比，置于密闭的圆柱形滚筒内，球磨48-56小时，使混合粉料颗粒破裂成细小粉粒；
2、烘干：经球磨粉碎的粉料烘干，80-100目的筛网过筛；
3、粗碾：将混合粉料与粘结剂和溶剂混合成团粒，置于两轧辊机之间进行混练，使粉料、粘结剂和溶剂充分混合均匀，伴随吹风和预加热，使溶剂挥发，形成较厚的坯片；
4、精碾：将坯片再置于轧辊机上，连续数次拉薄，直到所需厚度尺寸。一般膜的厚度为0.72±0.02mm；
5、冲片：根据实际产品要求，利用模具，冲制出不同规格的品种，抹去冲制坯片表面及四周的瓷渣；
6、烧成：从室温升温，直至950-960℃，到烧成温度(1600-1750℃)，保温1-2小时，然后冷却。其中，升温至300℃左右，是坯体干燥，排除机械混合水和吸附水；300-900℃时，主要是排除结构水，碱土金属盐类的分解，有机物、无机物等的氧化；高温阶段950-960℃至烧成温度，上述氧化、分解反应继续，形成液相，固相溶解形成新的晶相和晶相长大。此时，坯的气孔率迅速降低，而且急剧收缩，强度、硬度增大。坯体由淡黄(或红)清灰变白，出现光泽，有半透明感；按产品的不同要求，选择冷却方式。
对上述烧成的瓷片，再根据要求经过磨床磨削加工，然后分检、包装。
本发明方法中，混合粉料的重量配比如下：
氧化铝(Al2O3)：             85-90％，
二氧化硅(SiO2)：              1.5-2.5％，
滑石粉：                        3-5％，
粘土：                          6-8％，
总量满足100％。
本发明方法中，粗碾时粘结剂和溶剂合适的组份重量配比如下：
聚二烯醇：                      14-17％，
乙二醇：                        1.2-1.5％，
甘油：                          8-12％，
水：                            65-75％，
酒精：                          4.5-5.5％，
总量满足100％。
而粉料与粘结剂用量(重量)配比如下：
新料：               45.5-49％(新料是指首次投放的粉料)
回收料：             38-41％，(回收料是指经过冲床冲压后的剩余边料)
粘结剂：             10-16％，
总量满足100％。
本发明方法中，为了改善陶瓷的物理性能，在混合粉料中还可加入微量元素：氧化镉、氧化钽、氧化铌等。研究表明，加入这些成份有利于活化晶相物质，并可进一步降低烧结温度。
本发明方法工艺稳定、质量可靠，产品适用性广，而且设备投资少、产品成本低。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明。
1、球磨采用湿磨法，将混合粉料按料、球、水＝1.7∶2∶1的比例置于一密闭的圆柱形滚筒内，然后沿着轴水平滚动，转速控制在60-65转/分，使陶瓷颗粒在磨球和磨球之间或磨球与容器壁之间摩擦运动，而破裂成较小的颗粒。球磨48---56小时。
2、将球磨后的粉料烘干，再过80目的筛网，制得氧化铝陶瓷粉料，备下道工序用。
3、粗碾，将氧化铝粉料与粘结剂(如聚乙烯醇)和水，按照一定的比例混合成团粒置于两轧辊机之间进行混练，使粉料粘合剂和溶剂等充分混合均匀，伴随着吹风和预加热，使溶剂逐步挥发，形成一层厚膜坯片。由于轧辊的工作方式，使坯料只在厚度方向受到碾压，在宽度方向缺乏足够的压力。因而对胶体分子和粉粒都具有一定的方向性，使坯体的机械强度与致密度都具有各向异性。使坯片容易从纵向撕裂，烧结时横向收缩较大，故在滚轧过程中，必须不断将坯片倒向，否则不能将各向异性减到最小。
4、精碾：将粗碾的坯片经检验无凹坑、花纹、气泡、划痕、光洁后坯片微凉后再置于轧辊机上，经过连续几道拉薄直到所需尺寸，厚度控制在0.72MM±0.02MM的范围，将轧好的坯片保持一定的湿度环境下，防止干燥脆化，以利于下一步道工序使用。
5、冲片：根据生产要求冲制不同的规格品种，尺寸由膜具保证，试冲产品首检合格后方可批量冲制，将冲出的生片人工进行抹去坯片表面及四周的瓷渣，并剔除掉缺损、凹坑、凸点片，回收使用。将抹灰后合格的生坯片，整齐放好，备排胶用。
6、烧成：是通过高温处理，使坯体发生一系列物理化学变化，形成预期的矿物组成和显微结构，从而达到固定外形并获得所要求的性能的工序。烧成过程分为五阶段：坯体干燥、制品、升温、保温(在最高温度下保温)烧结、冷却。坯体干燥时机械混合水和吸附水的排除。在坯体干燥温度(300℃)下，坯体中粘土质可塑物料愈多，干燥的进行愈加困难(容易开列，变形等缺陷，以致造成废品)。在300-900C排除结构水、有机物、碳和无机物等的氧化、碳酸盐、硫化物等的分解晶型转变等。高温阶段950℃-烧成温度1600-1750℃，上述氧化、分解反应的继续形成液相，固相溶解形成新的晶相和晶相长大。此时的特点是坯的气孔率迅速降低，而且急剧收缩，强度、硬度增大，坯体由淡黄(或红)清灰变白，坯体现出光泽并具半透明感和较高机械强度。接着坯体冷却，根据需要采用不同的冷却方式，以达到生产产品的目的。
7、磨床：将烧结出的产品经复平后分检出达标产品，方可进入下道工序一磨前产品的要求。将压烧后的瓷片，按规定数量装在平面磨床台面上，在挡铁与被磨瓷片间垫上2片废瓷片，并用挡铁夹紧。用粗磨精磨砂轮对瓷片进行磨削加工，达到规定的尺寸、公差-0.05mm要求。粗磨进刀量≤0.02mm，精磨进刀量≤0.01mm，改片进刀量≤0.05mm。尺寸磨到后进行自检外形尺寸、缺损率，检查位置：工作台左、中、右、前面、中间、后面各一片，并填写磨后检验流程单。取下磨好瓷片进行清水冲洗、酸洗、清水冲洗烘干，再煅烧排酸。
8、将煅烧排酸后产品经分检出无凸点、闭口气孔、色斑、暗斑、凹坑、缺损、缺角、划痕、波纹以及光洁度好的产品包装发运。
本实施例中，混合料的组份配方如下：Al2O3：87％，SiO2：2％，滑石粉：4％，粘土：7％。此外还加微量氧化镉。
粗碾中粘结剂的配比为：
聚乙烯醇 乙二醇 甘油 水 酒精
15％ 1.5％ 9％ 70％ 4.5％
粉料与粘结剂的配比为：
    新料     回收料     胶水
    48％     40％     12％
经过上述工艺制得的氧化铝陶散热瓷基片达到下述指标：
表1氧化铝陶瓷基片机电物理指标：
    项目     指标
    状态     细密
    颜色     白色带微灰
    氧化铝含量     ≥     97％
    体积密度     g/cm3     3.80
    吸水率     ％     0.00
    抗产强度     MPa≥     294
    热膨胀系数     mm/℃     6.8～7.8*10-6
    导热率     W/M.K≥     20
    体积电阻率     Ω.cm     1014
    相对介电常数     (IMZ.25℃)     9.5～10.2
    介质损耗角正切值     (IMZ.25℃)     4*10-4
    表面粗糙度Ra     MM     0.3～0.5

Claims (3)

1、一种氧化铝陶瓷基片的制备方法，以氧化铝粉末为基本原料，添加相关辅料，组成混合粉料，其特征在于工艺流程如下：
(1)粉碎：采用球磨法，将混合粉料按料∶球∶水＝(1.5-1.8)∶(1.8-2.2)∶1的重量配比，置于密闭的圆柱形滚筒内，球磨48-56小时，使混合粉料颗粒破裂成细小粉粒；
(2)烘干：经球磨粉碎的粉料烘干，80-100目的筛网过筛；
(3)粗碾：将混合粉料与粘结剂和溶剂混合成团粒，置于两轧辊机之间进行混练，使粉料、粘结剂和溶剂充分混合均匀，伴随吹风和预加热，使溶剂挥发，形成较厚的坯片；
(4)精碾：将坯片置于轧辊机上，连续数次拉薄，直到膜厚为0.72±0.02mm；
(5)冲片：根据实际产品要求，利用模具，冲制出不同规格的品种，抹去冲制坯片表面及四周的瓷渣；
(6)烧成：从室温升温至950-960℃，再到烧成温度1600-1750℃，保温1-2小时，然后冷却；
上述混合粉料的重量配比如下：
氧化铝：                      85-90％，
二氧化硅：                    1.5-2.5％，
滑石粉：                      3-5％，
粘土：                        6-8％，
总量满足100％；
上述粘结剂的组份重量配比如下：
聚二烯醇：                    14-17％，
乙二醇：                      1.2-1.5％，
甘油：                        8-12％，
水：                          65-75％，
酒精：                        4.5-5.5％，
总量满足100％。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于粉料与粘结剂的重量配比如下：
新料：                        45.5-49％
回收料：                      38-41％，
粘结剂：                      10-16％，
总量满足100％；
这里，新料是指首次投放的粉料，回收料是指经过冲床冲压后的剩余边料。
3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在混合粉料中还添加微量元素：氧化镉、氧化钽、氧化铌。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012055206A1 (zh) * 2010-10-26 2012-05-03 Yu Jianping 氧化铝/石墨复合陶瓷材料和采用该材料为基板的led光源
CN102515723B (zh) * 2011-12-31 2013-10-16 中国电子科技集团公司第十三研究所 细化白色陶瓷材料及其制备方法
CN104148645B (zh) * 2014-08-15 2016-06-01 苏州天泽新能源科技有限公司 一种复合陶瓷散热材料及其制备方法
CN109049289B (zh) * 2018-08-29 2020-11-17 厦门朝瓷科技有限公司 一种亚微米结构超薄氧化铝陶瓷生坯的制备方法
CN108947504A (zh) * 2018-08-29 2018-12-07 厦门朝瓷科技有限公司 亚微米结构超薄氧化铝陶瓷基片及制备方法
CN109160809A (zh) * 2018-08-29 2019-01-08 厦门朝瓷科技有限公司 一种亚微米结构超薄氧化铝陶瓷基片及制备方法
CN112062548A (zh) * 2020-09-28 2020-12-11 成都万士达瓷业有限公司 一种Al2O3陶瓷生坯的生产方法
CN112079630A (zh) * 2020-09-28 2020-12-15 成都万士达瓷业有限公司 一种Al2O3陶瓷基片烧结工艺
CN112047728A (zh) * 2020-09-28 2020-12-08 成都万士达瓷业有限公司 一种Al2O3陶瓷基片的制造方法
CN116023861A (zh) * 2022-12-12 2023-04-28 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 一种抛光用纳米团粒氧化铝及其制备方法和应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107759204A (zh) * 2017-07-06 2018-03-06 华东理工大学 一种抗紫外辐照低介电损耗Al2O3陶瓷及其制造方法

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