一種玻璃陶瓷及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種玻璃陶瓷及其制備方法，屬于陶瓷材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，其中各組分的重量份為Al2O3 60～90份、CaCO3 5~10份、H3BO3 1～10份、SiO2 0.2~1.5份、Na2CO3 0～5份、K2CO35~10份，其制備方法是將原料球磨后烘干過篩，然后將玻璃原料裝入氧化鋁坩堝，熔制，1450℃保溫 1 個小時后倒入去離子水中，水淬后得到玻璃碎片；將玻璃碎片通過壓片機(jī)干壓成細(xì)粉，過 60 目篩，然后用行星球磨機(jī)球磨一定時間后過 200 目水篩，烘干后得到所需的玻璃粉；將制備好的玻璃粉料與氧化鋁按照一定的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，球磨，烘干后過篩，造粒，然后在 100Mpa 壓力下制成生坯后，700~900℃燒結(jié)，冷卻后即得到所需玻璃陶瓷；該玻璃陶瓷具有介電常數(shù)低、介電損耗小、抗彎強(qiáng)度高及無鉛環(huán)保等特點。
【專利說明】一種玻璃陶瓷及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種玻璃陶瓷及其制備方法，具體涉及一種玻璃陶瓷材料及其制備方法，屬于陶瓷材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]對于玻璃陶瓷，玻璃相是實現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)，促進(jìn)玻璃陶瓷的燒結(jié)致密化的關(guān)鍵。因此玻璃自身的特性對玻璃陶瓷的性能有著極為重要的影響。玻璃的組分對玻璃的物理化學(xué)性能有重要的影響，從而對玻璃陶瓷性能也有重要的影響。所以本論文設(shè)計不同組分的玻璃，研宄玻璃組分對玻璃陶瓷的性能的影響，選出最佳的玻璃組分。
[0003]玻璃粒徑會影響玻璃的燒結(jié)活性，對玻璃陶瓷的性能有較大的影響。邵輝等將不同粒徑的鈣鋁硼硅玻璃粉料與氧化鋁復(fù)合，研宄玻璃粒徑對玻璃陶瓷的燒結(jié)特性和介電性能的影響。研宄表明:玻璃粒徑越小，玻璃陶瓷的致密化溫度越低，但玻璃粒徑過小時，玻璃陶瓷的氣孔含量增多，介電損耗增大。
[0004]目前，玻璃陶瓷是最常用的LTCC基板材料。在該體系中，玻璃相用來降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)玻璃陶瓷致密燒結(jié)；陶瓷相用來改善材料的性能，如提高材料的抗彎強(qiáng)度、電阻率、調(diào)整材料的介電常數(shù)。
[0005]玻璃陶瓷中玻璃大致分為兩類:一類為不析晶玻璃，一類為析晶玻璃。在不析晶玻璃體系中，低熔點的硼硅酸鹽玻璃是應(yīng)用最廣泛的玻璃，常用的硼硅酸鹽玻璃有鈉硼硅酸鹽玻璃、鉀硼硅酸鹽玻璃和鋇硼硅酸鹽玻璃等。在析晶玻璃體系中堇青石、鋰輝石和硅灰石等較為常用。改性后的析晶玻璃與陶瓷相復(fù)合制備的玻璃陶瓷，可以在900°C左右燒結(jié)致密，滿足LTCC基板材料的要求。
[0006]單一的陶瓷填充相一般只能滿足部分性能的要求，而多種陶瓷填充相可以滿足各種性能的要求，但是各陶瓷相的含量都要考慮，成分較為復(fù)雜。
[0007]02815127.5公開了一種玻璃陶瓷及其制法，該發(fā)明實施方式包括磨粒，該磨粒能被裝入許多磨具中，包括粘結(jié)磨具，涂布磨具，非織造磨具和研磨刷，但是該發(fā)明沒有對玻璃陶瓷的配方成分進(jìn)行規(guī)定；本發(fā)明以A1203、CaCO3, H3BO3, S12, Na2CO3, K2CO3等為原料，開發(fā)出一種工藝簡單、成本低廉、且介電常數(shù)低、介電損耗小、抗彎強(qiáng)度高及無鉛環(huán)保的玻璃陶瓷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷具有介電常數(shù)低、介電損耗小、抗彎強(qiáng)度高及無鉛環(huán)保的優(yōu)點。
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種玻璃陶瓷，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 60 ?90 份、CaCO3 5-10 份、H3BO3 I ?10 份、S12 0.2-1.5 份、Na2CO3 O ?5 份、K2C035~10 份； Al2O3 60 ?65 份、CaCO3 5-6 份、H3BO3 I ?4 份、S12 0.2-0.3 份、Na2CO3 O ?I 份、K2C035~6 份；
Al2O3 65 ?70 份、CaCO3 6-7 份、H3BO3 4 ?6 份、S12 0.3-0.5 份、Na2CO3 I ?2 份、K2C035~10 份；
Al2O3 70 ?75 份、CaCO3 7-8 份、H3BO3 6 ?7 份、S12 0.5-0.8 份、Na2CO3 2 ?3 份、K2C036~7 份；
Al2O3 75 ?80 份、CaCO3 8-9 份、H3BO3 7 ?8 份、S12 0.8~1 份、Na2CO3 3 ?4 份、K2C037~8 份；
Al2O3 80 ?90 份、CaCO3 9-10 份、H3BO3 8 ?10 份、S12 1-1.5 份、Na2CO3 4 ?5 份、K2C038~10 份。
[0010]本發(fā)明的另外一個目的是提供一種玻璃陶瓷的制備方法，包括如下步驟:
將原料用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇，球磨后烘干過篩，然后將玻璃原料裝入氧化鋁坩禍，在硅鉬棒箱式電爐中熔制，1450°C保溫I個小時，將熔化好的玻璃液倒入去離子水中，水淬后得到玻璃碎片；將玻璃碎片通過壓片機(jī)干壓成細(xì)粉，過60目篩，然后以無水乙醇為球磨介質(zhì)，瑪瑙球做磨球，用行星球磨機(jī)球磨一定時間后過200目水篩，烘干后得到所需的玻璃粉；將制備好的玻璃粉料與氧化鋁混合，用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇。烘干后過篩，加入一定量的PVA (10%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))造粒，然后在10Mpa壓力下制成生坯后，700~900°C燒結(jié)，冷卻后即得到所需玻璃陶瓷。
[0011]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
本發(fā)明制備出來的玻璃陶瓷具備工藝簡單、成本低廉、且介電常數(shù)低、介電損耗小、抗彎強(qiáng)度高及無鉛環(huán)保的優(yōu)點。

【具體實施方式】
[0012]下面通過實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這些實施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0013]實施例1
一種玻璃陶瓷，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 60 份、CaCO31 份、H3BO3 3 份、S12 0.5 份、Na2CO3 I 份、K2C035 份。
[0014]其制備方法，包括以下步驟:
將原料用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇，球磨后烘干過篩，然后將玻璃原料裝入氧化鋁坩禍，在硅鉬棒箱式電爐中熔制，1450°C保溫I個小時，將熔化好的玻璃液倒入去離子水中，水淬后得到玻璃碎片；將玻璃碎片通過壓片機(jī)干壓成細(xì)粉，過60目篩，然后以無水乙醇為球磨介質(zhì)，瑪瑙球做磨球，用行星球磨機(jī)球磨一定時間后過200目水篩，烘干后得到所需的玻璃粉；將制備好的玻璃粉料與氧化鋁按照一定的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇。烘干后過篩，加入一定量的PVA (10%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))造粒，然后在10Mpa壓力下制成生坯后，700°C燒結(jié)，冷卻后即得到所需玻璃陶瓷。
[0015]實施例2
一種玻璃陶瓷，由下列重量份的組分組成:
Al20370 份、CaCO3 6 份、H3BO3 5 份、S12I 份、Na2CO3 4 份、K2C036 份。
[0016]其制備方法，包括以下步驟:
將原料用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇，球磨后烘干過篩，然后將玻璃原料裝入氧化鋁坩禍，在硅鉬棒箱式電爐中熔制，1450°C保溫I個小時，將熔化好的玻璃液倒入去離子水中，水淬后得到玻璃碎片；將玻璃碎片通過壓片機(jī)干壓成細(xì)粉，過60目篩，然后以無水乙醇為球磨介質(zhì)，瑪瑙球做磨球，用行星球磨機(jī)球磨一定時間后過200目水篩，烘干后得到所需的玻璃粉；將制備好的玻璃粉料與氧化鋁按照一定的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇。烘干后過篩，加入一定量的PVA (10%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))造粒，然后在10Mpa壓力下制成生坯后，750°C燒結(jié)，冷卻后即得到所需玻璃陶瓷。
[0017]實施例3
一種玻璃陶瓷，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 75 份、CaCO3 7 份、H3BO3 6 份、S12 0.6 份、Na2CO3 3 份、K2C036 份。
[0018]其制備方法，包括以下步驟:
將原料用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇，球磨后烘干過篩，然后將玻璃原料裝入氧化鋁坩禍，在硅鉬棒箱式電爐中熔制，1450°C保溫I個小時，將熔化好的玻璃液倒入去離子水中，水淬后得到玻璃碎片；將玻璃碎片通過壓片機(jī)干壓成細(xì)粉，過60目篩，然后以無水乙醇為球磨介質(zhì)，瑪瑙球做磨球，用行星球磨機(jī)球磨一定時間后過200目水篩，烘干后得到所需的玻璃粉；將制備好的玻璃粉料與氧化鋁按照一定的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇。烘干后過篩，加入一定量的PVA (10%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))造粒，然后在10Mpa壓力下制成生坯后，800°C燒結(jié)，冷卻后即得到所需玻璃陶瓷。
[0019]實施例4
一種玻璃陶瓷，由下列重量份的組分組成:
Al20380 份、CaCO3 8 份、H3BO3 7 份、S12 0.9 份、Na2CO3 4 份、K2C036 份。
[0020]其制備方法，包括以下步驟:
將原料用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇，球磨后烘干過篩，然后將玻璃原料裝入氧化鋁坩禍，在硅鉬棒箱式電爐中熔制，1450°C保溫I個小時，將熔化好的玻璃液倒入去離子水中，水淬后得到玻璃碎片；將玻璃碎片通過壓片機(jī)干壓成細(xì)粉，過60目篩，然后以無水乙醇為球磨介質(zhì)，瑪瑙球做磨球，用行星球磨機(jī)球磨一定時間后過200目水篩，烘干后得到所需的玻璃粉；將制備好的玻璃粉料與氧化鋁按照一定的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇。烘干后過篩，加入一定量的PVA (10%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))造粒，然后在10Mpa壓力下制成生坯后，800°C燒結(jié)，冷卻后即得到所需玻璃陶瓷。
[0021]實施例5
一種玻璃陶瓷，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 90 份、CaCO3 10 份、H3BO3 10 份、S12 1.5 份、Na2CO3 3 份、K2C038 份。
[0022]其制備方法，包括以下步驟:
將原料用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇，球磨后烘干過篩，然后將玻璃原料裝入氧化鋁坩禍，在硅鉬棒箱式電爐中熔制，1450°C保溫I個小時，將熔化好的玻璃液倒入去離子水中，水淬后得到玻璃碎片；將玻璃碎片通過壓片機(jī)干壓成細(xì)粉，過60目篩，然后以無水乙醇為球磨介質(zhì)，瑪瑙球做磨球，用行星球磨機(jī)球磨一定時間后過200目水篩，烘干后得到所需的玻璃粉；將制備好的玻璃粉料與氧化鋁按照一定的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇。烘干后過篩，加入一定量的PVA (10%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))造粒，然后在10Mpa壓力下制成生坯后，900°C燒結(jié)，冷卻后即得到所需玻璃陶瓷。
【權(quán)利要求】
1.一種玻璃陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成:
A1203 60 ?90 份、CaC03 5-10 份、Η3Β03 1 ?10 份、Si02 0.2-1.5 份、Na2C03 0 ?5 份、K2C035~10 份。
2.一種玻璃陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: A1203 60 ?65 份、CaC03 5-6 份、Η3Β03 1 ?4 份、Si02 0.2-0.3 份、Na2C03 0 ?1 份、K2C035~6 份。
3.一種玻璃陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: A1203 65 ?70 份、CaC03 6-7 份、Η3Β03 4 ?6 份、Si02 0.3-0.5 份、Na2C03 1 ?2 份、K2C035~10 份。
4.一種玻璃陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: A1203 70 ?75 份、CaC03 7-8 份、Η3Β03 6 ?7 份、Si02 0.5-0.8 份、Na2C03 2 ?3 份、K2C036~7 份。
5.一種玻璃陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: A1203 75 ?80 份、CaC03 8-9 份、Η3Β03 7 ?8 份、Si02 0.8~1 份、Na2C03 3 ?4 份、K2C037~8 份。
6.一種玻璃陶瓷，其特征在于:由下列重量份的組分組成: A1203 80 ?90 份、CaC03 9-10 份、Η3Β03 8 ?10 份、Si02 1-1.5 份、Na2C03 4 ?5 份、K2C038~10 份。
7.一種玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 將上述原料用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇，球磨后烘干過篩，然后將玻璃原料裝入氧化鋁坩禍，在硅鉬棒箱式電爐中熔制，1450°C保溫1個小時，將熔化好的玻璃液倒入去離子水中，水淬后得到玻璃碎片；將玻璃碎片通過壓片機(jī)干壓成細(xì)粉，過60目篩，然后以無水乙醇為球磨介質(zhì)，瑪瑙球做磨球，用行星球磨機(jī)球磨一定時間后過200目水篩，烘干后得到所需的玻璃粉；將制備好的玻璃粉料與氧化鋁混合，用瑪瑙球磨罐球磨，球磨介質(zhì)為無水乙醇；烘干后過篩，加入10%的PVA造粒，然后在lOOMpa壓力下制成生坯后，700~900°C燒結(jié)，冷卻后即得到所需玻璃陶瓷。
【文檔編號】C04B35/622GK104496424SQ201410713050
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】黃朝陽 申請人:佛山銘乾科技有限公司