一種陶瓷材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于陶瓷材料領(lǐng)域，特別涉及一種陶瓷材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷材料由于其原料和制備工藝的特殊性，因而具有天然的孔隙率，在很多時候， 這些孔隙率具有特殊的優(yōu)異性能的同時，能減輕陶瓷材料的重量。
[0003] 不同的原料制得的陶瓷的各項性能也不同，在制備陶瓷材料的過程中，通常通過 加入粉末狀、顆粒狀和纖維狀的物質(zhì)，從而增加陶瓷材料的孔隙率和孔的大小，是大量的空 隙相互連通。
[0004] 當在陶瓷中引入較多的空隙，特別是開放型空隙時，容易出現(xiàn)斷裂系數(shù)的顯著降 低。如何制備具有較低密度和較高力學(xué)強度的陶瓷材料也一直成為研宄者所關(guān)注的。
[0005] 氮化鋁具有優(yōu)異的高熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)、與Si相匹配的熱膨脹系數(shù)及其它優(yōu)良 的物理化學(xué)性能，受到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和生產(chǎn)廠家的廣泛關(guān)注，其熱導(dǎo)率在160-230W/mk， 已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于電路芯片、開關(guān)電源以及其他需要散熱的大功率器件上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述的需求，本發(fā)明特別提供了一種陶瓷材料及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0008] 一種陶瓷材料，由包含以下重量份的組分制成：
[0009] 二氧化鋯 78-88份， 氮化鋁 12-18份， 硅藻土 8-12份， 甲基二乙酰氧基桂焼2-4份， 鍺 0. 5-0. 9 份， 泡沫鎳0. 05-0. 8份， t:丨丨 0.02-0, 05 份， 二氣化銥 0. (M-0. 02份。
[0010] 所述組分還包括炭黑〇. 02重量份和鈦白粉0. 05重量份。
[0011] 所述組分還包括三聚磷酸鈉0. 01-0. 03重量份。
[0012] 一種陶瓷材料的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0013] (1)稱取二氧化鋯78-88重量份、氮化鋁12-18重量份、硅藻土 8-12重量份、甲基 三乙酰氧基硅烷2-4重量份、鍺0. 5-0. 9重量份、泡沫鎳0. 05-0. 8重量份、鉬0. 02-0. 05重 量份和二氧化依0. 01-0. 02重量份；
[0014] (2)將上述組分加入研磨機中，研磨10-30分鐘；
[0015] (3)將研磨后的物料混合均勻后，在850-1050°C、50-80Mpa下混合8-18分鐘，在真 空條件下逐步降溫，得到陶瓷材料。
[0016] 所述逐步降溫的過程具體包括：在700-750°C保溫10分鐘，在500-550°C保溫5分 鐘，在300-350 °C保溫2分鐘。
[0017] -種陶瓷材料的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0018] (1)稱取二氧化鋯78-88重量份、氮化鋁12-18重量份、硅藻土 8-12重量份、甲基 三乙酰氧基硅烷2-4重量份、鍺0. 5-0. 9重量份、泡沫鎳0. 05-0. 8重量份、鉬0. 02-0. 05 重量份、二氧化銥0. 01-0. 02重量份、炭黑0. 02重量份、鈦白粉0. 05重量份和三聚磷酸鈉 0. 01-0. 03 重量份；
[0019] (2)將上述組分加入研磨機中，研磨10-30分鐘；
[0020] (3)將研磨后的物料混合均勻后，在850-1050°C、50-80Mpa下混合8-18分鐘，在真 空條件下逐步降溫，得到陶瓷材料。
[0021] 所述逐步降溫的過程具體包括：在700-750°C保溫10分鐘，在500-550°C保溫5分 鐘，在300-350 °C保溫2分鐘。
[0022] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：
[0023] (1)本發(fā)明制得的陶瓷材料具有低密度、耐高溫、耐腐蝕性能，而且具有良好的力 學(xué)性能。
[0024] (2)本發(fā)明制得的陶瓷材料由于加入了泡沫鎳和鍺，使陶瓷材料具有良好的電學(xué) 性能。
[0025] (3)本發(fā)明的陶瓷材料，其制備方法簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0026] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0027] 實施例1
[0028] (1)稱取二氧化鋯78kg、氮化鋁12kg、硅藻土 8kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、鍺 〇· 9kg、泡沫鎳 0· 05kg、鉬 0· 02kg 和二氧化銥 0· Olkg ;
[0029] (2)將上述組分加入研磨機中，研磨10分鐘；
[0030] (3)將研磨后的物料混合均勻后，在850°C、50Mpa下混合8分鐘，在真空條件下，降 溫到700°C保溫10分鐘，繼續(xù)降溫到500°C保溫5分鐘，在300°C保溫2分鐘，得到陶瓷材 料。
[0031] 制得陶瓷材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0032] 實施例2
[0033] (1)稱取二氧化鋯88kg、氮化鋁12kg、硅藻土 12kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、鍺 〇· 9kg、泡沫鎳 0· 05kg、鉬 0· 02kg、二氧化銥 0· 01kg、炭黑 0· 02kg 和鈦白粉 0· 05kg ;
[0034] (2)將上述組分加入研磨機中，研磨10分鐘；
[0035] (3)將研磨后的物料混合均勻后，在850°C、80Mpa下混合18分鐘，在真空條件下， 降溫到750°C保溫10分鐘，繼續(xù)降溫到550°C保溫5分鐘，在350°C保溫2分鐘，得到陶瓷材 料。
[0036] 制得陶瓷材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0037] 實施例3
[0038] (1)稱取二氧化鋯88kg、氮化鋁18kg、硅藻土 12kg、甲基三乙酰氧基硅烷4kg、鍺 0. 5kg、泡沫鎳0. 8kg、鉬0. 05kg、二氧化銥0. 02kg、炭黑0. 02kg、鈦白粉0. 05kg和三聚磷酸 鈉 〇· 03kg ;
[0039] (2)將上述組分加入研磨機中，研磨30分鐘；
[0040] (3)將研磨后的物料混合均勻后，在850°C、50Mpa下混合8分鐘，在真空條件下，降 溫到700°C保溫10分鐘，繼續(xù)降溫到500°C保溫5分鐘，在300°C保溫2分鐘，得到陶瓷材 料。
[0041] 制得陶瓷材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0042] 實施例4
[0043] (1)稱取二氧化鋯78kg、氮化鋁12kg、硅藻土 8kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、鍺 0. 5kg、泡沫鎳0. 8kg、鉬0. 04kg、二氧化銥0. 02kg和三聚磷酸鈉0. 02kg ;
[0044] (2)將上述組分加入研磨機中，研磨30分；
[0045] (3)將研磨后的物料混合均勻后，在950°C、60Mpa下混合10分鐘，在真空條件下， 降溫到700°C保溫10分鐘，繼續(xù)降溫到500°C保溫5分鐘，在350°C保溫2分鐘，得到陶瓷材 料。
[0046] 制得陶瓷材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0047] 實施例5
[0048] (1)稱取二氧化鋯80kg、氮化鋁16kg、硅藻土 11kg、甲基三乙酰氧基硅烷3kg、鍺 0. 6kg、泡沫鎳0. 4kg、鉬0. 03kg、二氧化銥0. 01kg、炭黑0. 02kg、鈦白粉0. 05kg和三聚磷酸 鈉 〇· 02kg ;
[0049] (2)將上述組分加入研磨機中，研磨20分鐘；
[0050] (3)將研磨后的物料混合均勻后，在1000°C、75Mpa下混合16分鐘，在真空條件下， 降溫到730°C保溫10分鐘，繼續(xù)降溫到520°C保溫5分鐘，在320°C保溫2分鐘，得到陶瓷材 料。
[0051] 制得陶瓷材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0052] 表 1
[0053]
【主權(quán)項】
1. 一種陶瓷材料，其特征在于，由包含以下重量份的組分制成： 二氧化鋯 78-88份， 氮化鋁 12-18份， 娃藻土 8-12份， 甲基三乙酰氧基硅烷2-4份， 鍺 0? 5-0. 9 份， 泡沫鎳0. 05-0. 8份， 鉬 0? 02-0. 05 份， 二氧化銥 0. 01-0. 02份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述陶瓷材料，其特征在于，所述組分還包括炭黑0. 02重量份和鈦 白粉0. 05重量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述陶瓷材料，其特征在于，所述組分還包括三聚磷酸鈉0. 01-0. 03 重量份。
4. 一種陶瓷材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 稱取二氧化鋯78-88重量份、氮化鋁12-18重量份、硅藻土 8-12重量份、甲基三乙 酰氧基硅烷2-4重量份、鍺0. 5-0. 9重量份、泡沫鎳0. 05-0. 8重量份、鉬0. 02-0. 05重量份 和二氧化銥0. 01-0. 02重量份； (2) 將上述組分加入研磨機中，研磨10-30分鐘； (3) 將研磨后的物料混合均勻后，在850-1050°C、50-80Mpa下混合8-18分鐘，在真空條 件下逐步降溫，得到陶瓷材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述逐步降溫的過程具 體包括：在700-750 °C保溫10分鐘，在500-550 °C保溫5分鐘，在300-350 °C保溫2分鐘。
6. -種陶瓷材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 稱取二氧化鋯78-88重量份、氮化鋁12-18重量份、硅藻土 8-12重量份、甲基三 乙酰氧基硅烷2-4重量份、鍺0. 5-0. 9重量份、泡沫鎳0. 05-0. 8重量份、鉬0. 02-0. 05重 量份、二氧化銥〇. 01-0. 02重量份、炭黑0. 02重量份、鈦白粉0. 05重量份和三聚磷酸鈉 0. 01-0. 03 重量份； (2) 將上述組分加入研磨機中，研磨10-30分鐘； (3) 將研磨后的物料混合均勻后，在850-1050°C、50-80Mpa下混合8-18分鐘，在真空條 件下逐步降溫，得到陶瓷材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述逐步降溫的過程具 體包括：在700-750 °C保溫10分鐘，在500-550 °C保溫5分鐘，在300-350 °C保溫2分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陶瓷材料及其制備方法，上述陶瓷材料，由包含以下重量份的組分制成：二氧化鋯78-88份、氮化鋁12-18份、硅藻土8-12份、甲基三乙酰氧基硅烷2-4份、鍺0.5-0.9份、泡沫鎳0.05-0.8份、鉬0.02-0.05份和二氧化銥0.01-0.02份。本發(fā)明還提供了上述陶瓷材料的制備方法。
【IPC分類】C04B35-622, C04B35-48
【公開號】CN104803679
【申請?zhí)枴緾N201510181370
【發(fā)明人】錢玉珠
【申請人】蘇州靖羽新材料有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月16日