CN208558467U - 陶瓷金属复合板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种陶瓷金属复合板，包括陶瓷板及金属层，陶瓷板与金属层之间通过钎焊固定连接，金属层具有多个槽道，陶瓷板与金属层之间具有第一钎料层，以将陶瓷板与金属层固定在一起。本实用新型具备环保并且防火等级及强度高的技术效果。

Description

陶瓷金属复合板

技术领域

本实用新型属于陶瓷金属复合加工技术领域，尤其涉及一种陶瓷金属复合板。

背景技术

陶瓷具有耐磨、耐蚀、耐高温以及良好的导热和绝缘性等性能，是一种重要的工程材料以及良好的电子封装材料。由于陶瓷比较脆、机械加工困难、导电性能差或者不导电，在许多场合往往需要将其和金属连接制作复合材料或者复合结构件。

中国专利申请CN201502153U公开了一种陶瓷金属复合板，其包括表层和基层，表层设置在基层的上方，表层和基层相互连接；表层为陶瓷板，基层为金属层。陶瓷板和金属层通过环氧树脂型、聚氨酯等结合剂粘结的方式连接。该陶瓷金属复合板通过将陶瓷板和金属层复合在一起，能够增加材料的韧性、导热性及导电性，并且易于切割、安装方便。

然而，上述陶瓷金属复合板由于采用粘结的方式将陶瓷板和金属层复合在一起，因此存在以下缺陷：(1)所用粘结剂不可避免地会有甲醛等气体释放，对人身体有伤害，从而使得该陶瓷金属复合板只能用于室外墙面装饰，而不适用于室内，即使用场景受限；(2)高分子粘结剂容易受热燃烧，并且燃烧过程中会释放有害气体，从而防火安全等级较低并且污染环境；(3)强度低、耐受性较差、容易出现脱胶现象以及使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型针对上述陶瓷金属复合板存在的上述技术问题，提出一种环保并且防火等级及强度高的陶瓷金属复合板。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种陶瓷金属复合板，包括陶瓷板及金属层，陶瓷板与金属层之间通过钎焊固定连接，金属层具有多个槽道，陶瓷板与金属层之间具有第一钎料层，以将陶瓷板与金属层固定在一起。

作为优选，所述金属层为金属多孔层，金属多孔层靠近陶瓷板的一侧具有多个槽道，以与陶瓷板及第一钎料层之间形成多个孔部。

作为优选，所述金属多孔层包括至少一个金属片，金属片具有多个凸起部，所述槽道形成于相邻凸起部之间。

作为优选，所述凸起部为所述金属片经形变成型。

作为优选，所述金属片为多个，多个金属片叠层设置，相邻金属片的凸起部固定连接。

作为优选，所述槽道自所述陶瓷板向远离陶瓷板的方向延伸。

作为优选，所述槽道与所述陶瓷板垂直。

作为优选，所述金属多孔层为金属蜂窝芯材，所述第一钎料层对应于金属蜂窝芯材呈网状。

作为优选，所述槽道与所述陶瓷板平行。

作为优选，所述金属多孔层为波纹板、瓦楞板或韧窝板其中之一种。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型陶瓷金属复合板通过将陶瓷板与金属层钎焊连接，在能够保证陶瓷板结构稳定性的情况下，相对于现有陶瓷金属复合板，具有以下优势：(1)无有害气体释放，环保绿色无污染；(2)不易受热燃烧，防火安全等级高；(3)可回收循环使用；(4)强度高、寿命长且重量轻。

2、本实用新型陶瓷金属复合板通过将金属层设置为金属蜂窝芯材，并将金属蜂窝芯材直接与陶瓷板钎焊连接，减小了金属层与陶瓷板间的接触面积，同时由于由于蜂窝胞壁很薄，因此能够显著降低热残余应力，从而使得大面积陶瓷板与金属层的钎焊成为可能。

附图说明

图1为本实用新型陶瓷金属复合板一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型金属多孔层为金属蜂窝芯材时的俯视结构示意图；

图3为体现陶瓷板与金属板钎焊后的陶瓷残余应力强度系数与金属板厚度关系的曲线图；

图4为陶瓷板与金属板钎焊后的残余应力分布图；

图5为本实用新型陶瓷金属复合板另一种实施例的结构示意图；

图6为本实用新型金属多孔层为波纹板时的结构示意图；

图7为本实用新型金属多孔层为瓦楞板时的结构示意图；

图8为本实用新型金属多孔层为韧窝板时的结构示意图；

图9为图8的立体图之一；

图10为图8的立体图之二；

以上各图中：1、陶瓷板；2、金属层；3、槽道；4、第一钎料层；5、金属多孔层；6、孔部；7、金属片；8、凸起部；9、金属蜂窝芯材；10、第一金属面板；11、第二钎料层；12、第二金属面板；13、第三钎料层。

具体实施方式

参见图1和图5，一种陶瓷金属复合板，包括陶瓷板1及金属层2，陶瓷板1与金属层2之间通过钎焊固定连接，金属层2具有多个槽道3，以在当金属层2与陶瓷板1固定连接后，提高金属层2适应热膨胀变形的能力，从而降低了陶瓷板1发生断裂破坏的可能性；陶瓷板1与金属层2之间具有第一钎料层4，以将陶瓷板1与金属层2固定在一起，第一钎料层4的材料可以为Al-Si硬钎料，或者可以为Zn-Al软钎料；需要说明的是，普通金属钎料在陶瓷表面润湿性很差，通常需要在钎焊前对陶瓷表面进行表面预金属化，然而，由于本实用新型的实用新型点不在于陶瓷板1的处理工艺，因此，本实用新型的陶瓷板1既可以是纯陶瓷板，也可以是经过表面预金属化处理后的陶瓷板。

基于上述，本实用新型陶瓷金属复合板通过将陶瓷板1与金属层2钎焊连接，在能够保证陶瓷板1结构稳定性的情况下，相对于现有陶瓷金属复合板，具有以下优势：(1)无有害气体释放，环保绿色无污染；(2)不易受热燃烧，防火安全等级高；(3)可回收循环使用；(4)强度高、寿命长且重量轻。

针对金属层2的结构，其可以为：在图1所示的实施例中，金属层2包括第一金属面板10及金属多孔层5，第一金属面板10可以为铝板、铜板或不锈钢板，第一金属面板10与金属多孔层5固定连接，陶瓷板1与第一金属面板10通过钎焊固定连接，此时，第一钎料层4位于陶瓷板1与第一金属面板10之间，第一钎料层4呈平面状；金属多孔层5的材料可以是铝、铜或不锈钢。

具体的，如图1和图2所示，陶瓷板1、第一金属面板10及金属多孔层5自上而下并排设置，陶瓷板1通过第一钎料层4与第一金属面板10以钎焊的方式固定连接，第一金属面板10与金属多孔层5优选为通过钎焊固定连接，其相对于胶粘的方式，具备力学性能高以及环境污染小等优势，此时第一金属面板10与金属多孔层5之间具有第二钎料层11，以将第一金属面板10与金属多孔层5固定在一起，第二钎料层11的材料可以为Al-Si硬钎料，或者可以为Zn-Al软钎料；金属多孔层5优选为金属蜂窝芯材9，其相对于瓦楞板、波纹板或者韧窝板，其蜂窝结构具备诸多显著优势：密度小，抗压及抗弯强度高，板材承受的侧、垂向压力以及剪切力不受方向的限制，以及受力均匀等；第二钎料层11的两侧分别与第一金属面板10及金属蜂窝芯材9贴合接触，第二钎料层11呈网状。

另外，金属层2远离陶瓷板1的一侧还可以固定连接其他陶瓷板或者其他金属面板，例如，进一步如图1所示，金属层2还包括第二金属面板12，第二金属面板12可以为铝板、铜板或不锈钢板，第二金属面板12位于金属蜂窝芯材9的下方，第二金属面板12与金属蜂窝芯材9之间优选为通过钎焊固定连接，此时第二金属面板12与金属蜂窝芯材9之间具有第三钎料层13，以将第二金属面板12及金属蜂窝芯材9固定在一起，第三钎料层13的材料可以为Al-Si硬钎料，或者可以为Zn-Al软钎料，第三钎料层13的两侧分别与第二金属面板12及金属蜂窝芯材9贴合接触，第三钎料层13呈网状。

需要说明的是，上述金属层2采用的是通过第一金属面板10与陶瓷板1与连接的方式，其能够提高陶瓷金属复合板的受力性能。然而，如果陶瓷金属复合板的尺寸较大，则在第一金属面板10与陶瓷板1钎焊的过程中，由于陶瓷的热膨胀系数比较小，其与金属的热膨胀系数相差较大，因此，如图3所示，随着两者接触面积或接触厚度的增大，热膨胀系数差异带来的残余应力呈指数上升，如图4所示，残余应力较大时会导致接头处产生裂纹，甚至引起断裂破坏；所以，采用上述金属层2的结构只能焊接成很小的陶瓷金属复合板样件。

基于上述，为了大面积陶瓷板1与金属层2的钎焊成为可能，金属层2的结构还可以为：在图5所示的实施例中，金属层2为金属多孔层5，金属多孔层5靠近陶瓷板1的一侧具有多个槽道3，以与陶瓷板1及第一钎料层4之间形成多个孔部6，从而减小了与陶瓷板1的接触面积。本实用新型陶瓷金属复合板通过金属层2设置为金属多孔层5，并将金属多孔层5直接与陶瓷板1钎焊连接，减小了金属层2与陶瓷板1间的接触面积，同时由于相邻槽道3之间形成的薄壁，因此能够显著降低热残余应力，进而使得大面积陶瓷板1与金属层2的钎焊成为可能。

针对金属多孔层5的结构，其可以为：在图5至图8所示的实施例中，金属多孔层5包括至少一个金属片7(如金属箔，即用金属延展成的薄金属片)，金属片7具有多个凸起部8，槽道3形成于相邻凸起部8之间；凸起部8优选为金属片7经形变成型，即凸起部8为金属片7的一部分，所述形变即可以是金属片7经过弯折产生的形变，也可以是金属片7经过热压或冲压工艺产生的形变。

具体的，如图5所示，金属多孔层5为金属蜂窝芯材9，其中，金属片7为箔材(例如铝箔、铜箔或不锈钢箔)，金属片7呈弯折状，凸起部8形成于金属片7的弯折处，金属片7优选为多个，多个金属片7叠层设置(即沿厚度方向并排设置)且呈蜂窝网状，相邻金属片7的凸起部8优选为通过钎焊固定连接，以此相对于胶粘的方式，能够提高力学性能；槽道3自陶瓷板1向远离陶瓷板1的方向延伸，优选的，槽道3沿垂直于陶瓷板1的方向延伸，第一钎料层4位于陶瓷板1与金属蜂窝芯材9之间，第一钎料层4对应于金属蜂窝芯材9呈网状。本实用新型陶瓷金属复合板通过设置金属多孔层5为金属蜂窝芯材9，在保证良好受力性能同时，由于蜂窝胞壁很薄，因此能够进一步降低热残余应力，进而能够进一步提高应用陶瓷板1的面积。

进一步如图5所示，金属层2还包括第二金属面板12，第二金属面板12位于金属蜂窝芯材9的下方，第二金属面板12与金属蜂窝芯材9之间优选为通过钎焊固定连接，此时第二金属面板12与金属蜂窝芯材9之间具有第三钎料层13，以将第二金属面板12及金属蜂窝芯材9固定在一起，第三钎料层13的材料可以为Al-Si硬钎料，或者可以为Zn-Al软钎料，第三钎料层13的两侧分别与第二金属面板12及金属蜂窝芯材9贴合接触，第三钎料层13呈网状。

另外，金属多孔层5具体还可以为：如图6所示，金属多孔层5为金属波纹板，其中，金属片7呈弯折状，金属片7为一个(也可以为沿竖直方向叠层设置的多个)，槽道3沿平行于陶瓷板1的方向延伸，凸起部8形成于金属片7的弯折处，此时，第一钎料层4及第三钎料层13对应于凸起部8的末端(即与陶瓷板1钎焊连接的端部，下同)，均呈沿平行于陶瓷板1的方向间隔且并排分布的多个线条状。

另外，金属多孔层5具体还可以为：如图7所示，金属多孔层5为金属瓦楞板，其中，金属片7呈弯折状，金属片7为一个(也可以为沿竖直方向叠层设置的多个)，槽道3沿平行于陶瓷板1的方向延伸，凸起部8为由金属片7整体热压形成的齿形状，此时，第一钎料层4及第三钎料层13对应于凸起部8的末端，均呈平行于陶瓷板1的方向间隔且并排分布的多个矩形面。

另外，金属多孔层5具体还可以为：如图8至图10所示，金属多孔层5为金属韧窝板，其中，凸起部8为由金属片7于局部冲压形成有的圆台型，多个凸起部8呈网状分布，槽道3呈网状，金属片7为一个(也可以为沿竖直方向叠层设置的多个)，此时，第一钎料层4及第三钎料层13对应于凸起部8的末端，均呈网状分布的多个圆形面。

Claims (10)

1.一种陶瓷金属复合板，其特征在于：包括陶瓷板(1)及金属层(2)，陶瓷板(1)与金属层(2)之间通过钎焊固定连接，金属层(2)具有多个槽道(3)，陶瓷板(1)与金属层(2)之间具有第一钎料层(4)，以将陶瓷板(1)与金属层(2)固定在一起。

2.根据权利要求1所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述金属层(2)为金属多孔层(5)，金属多孔层(5)靠近陶瓷板(1)的一侧具有多个槽道(3)，以与陶瓷板(1)及第一钎料层(4)之间形成多个孔部(6)。

3.根据权利要求2所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述金属多孔层(5)包括至少一个金属片(7)，金属片(7)具有多个凸起部(8)，所述槽道(3)形成于相邻凸起部(8)之间。

4.根据权利要求3所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述凸起部(8)为所述金属片(7)经形变成型。

5.根据权利要求4所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述金属片(7)为多个，多个金属片(7)叠层设置，相邻金属片(7)的凸起部(8)固定连接。

6.根据权利要求5所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述槽道(3)自所述陶瓷板(1)向远离陶瓷板(1)的方向延伸。

7.根据权利要求6所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述槽道(3)与所述陶瓷板(1)垂直。

8.根据权利要求7所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述金属多孔层(5)为金属蜂窝芯材(9)，所述第一钎料层(4)对应于金属蜂窝芯材(9)呈网状。

9.根据权利要求4或5所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述槽道(3)与所述陶瓷板(1)平行。

10.根据权利要求9所述的陶瓷金属复合板，其特征在于：所述金属多孔层(5)为波纹板、瓦楞板或韧窝板其中之一种。