一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子陶瓷生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片及其加工方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]壓電馬達(dá)和壓電變壓器等電子元器件在大功率工作狀態(tài)下，往往會(huì)因諧振時(shí)大幅度振動(dòng)引起應(yīng)力破壞，振動(dòng)時(shí)由內(nèi)摩擦和介質(zhì)損耗會(huì)產(chǎn)生大量的熱，長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)由會(huì)導(dǎo)致疲勞性破壞。這就要求相應(yīng)的陶瓷材料具有力學(xué)強(qiáng)度高、機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高、機(jī)電損耗小等特點(diǎn)，來滿足在大功率狀態(tài)下工作的需要。這樣對(duì)工作在這些環(huán)境中有電子陶瓷元器件提出了更高的要求，特別是需要后續(xù)進(jìn)行金屬化封接的電子陶瓷元器件更是如此。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)方案的陶瓷原材料配方，通常是使用鍛燒氧化鋁、碳酸鈣、高嶺土和燒滑石，現(xiàn)有技術(shù)具體有以下幾方面的缺陷:產(chǎn)品致密度低，化學(xué)穩(wěn)定性差，抗折強(qiáng)度低。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片，以及該新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片的加工方法，本發(fā)明提高產(chǎn)品致密度，從而解決后續(xù)金屬化封接時(shí)漏氣等不良問題;提高抗折強(qiáng)度，從而提高產(chǎn)品能夠應(yīng)用在一些大功率的電子元器件上，開拓產(chǎn)品市場(chǎng)。
[0007]所述技術(shù)方案如下:
提供了一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片，所述瓷片由以下組份配制而成:
碳酸鈣1.2—3.4%，
一■氧化娃 1.0—1.3%,
三氧化二鋁 92—95%，
二氧化鋯 0.1 — 0.5%，
石英1.2—1.27%，
高嶺土1.4 一 1.5%，
燒滑石0.1—0.5%。
[0008]
另一方面，本發(fā)明提供了一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片的加工方法，所述加工方法包括以下步驟:
步驟一，配料:稱取預(yù)定量的各組分混合成混合粉料，其中，三氧化二鋁的含水量要求<0.03%；
步驟二，將混合粉料采用球磨方式進(jìn)行粉碎:其中，混合粉料與球的重量配比為1:3，球磨之前在混合粉料中添加0.3%的油酸，然后放置于密閉的圓柱形滾筒內(nèi)，球磨16?22小時(shí)，使球磨后的混合粉料的粉體粒度在Iym以下； 步驟三，制成蠟餅:按混合粉料重量的11%添加白蠟和混合粉料重量的0.5%添加黃蠟，加熱熔化、攪拌，去除蠟中的水分，再將混合粉料放入到料桶中進(jìn)行攪拌3小時(shí)以上成為混合漿料，使混合料漿中的空氣充分排除后制成蠟餅；
步驟四，熱壓成型:將蠟餅在金屬模具中采用熱壓成型的方式制成瓷管；
步驟五，排蠟:按溫度曲線230°C、450°C、590°C、890°C四個(gè)溫度段進(jìn)行升溫，且以50分鐘/缽的速度往窯內(nèi)推進(jìn)將瓷管內(nèi)的蠟排除；
步驟六，清灰:采用對(duì)瓷管加金剛砂料的混合物放入振動(dòng)機(jī)的料桶內(nèi)以1.5Hz的頻率振動(dòng)進(jìn)行清灰；
步驟七，燒結(jié):從室溫逐漸升溫到1150°C燒結(jié)260分鐘，再繼續(xù)升溫到1585°C燒結(jié)80分鐘，然后保溫50分鐘，自然冷卻。
[0009]步驟八，清砂:采用對(duì)燒結(jié)后的瓷管加圓形金剛石的混合物放入振動(dòng)機(jī)的料桶內(nèi)以4Hz的頻率振動(dòng)進(jìn)行清砂。
[0010 ]優(yōu)選地，所述加工方法還可以包括以下步驟:
研磨，將產(chǎn)品按要求研磨成符合尺寸要求的白瓷成品，以符合陶瓷金屬化相關(guān)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品封接面的要求。
[0011]表面處理，將產(chǎn)品表面及產(chǎn)品內(nèi)部在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)物通過表面處理工藝后達(dá)陶瓷金屬化工藝印刷前的要求。
[0012]陶瓷金屬化印刷，本發(fā)明的產(chǎn)品采用陶瓷金屬化技術(shù)一鉬錳法，為了適用陶瓷金屬化印刷工藝的要求，保證元件性能的重復(fù)性及有利于陶瓷元件的燒結(jié)，漿料中的鉬、錳金屬粉末，必須控制在平均粒度尺寸在I?2μπι之間，因此，通過多次試制，最終確定鉬粉:錳粉=4:1比例配成鉬錳金屬混合粉末通過球磨工序便鉬、錳金屬粉末符合此要求，再在其中加適量的硝棉溶液及草酸二乙酯，攪拌均勻，直到鉬錳漿料能沿玻璃棒成線狀狀流下為準(zhǔn)，每次印刷前如稠度不合適，可再加入少量硝棉溶液或者草酸二乙酯進(jìn)行調(diào)節(jié)，將準(zhǔn)備好的鉬錳漿料通過絲網(wǎng)印刷在陶瓷產(chǎn)品表面，厚度控制在50μπι以下。
[0013]干燥與燒結(jié)，將印刷了金屬鉬錳層的陶瓷產(chǎn)品先進(jìn)自然干燥后再進(jìn)行加熱干燥。自然干燥就是在常溫下擱置一段時(shí)間；加熱干燥就是將鉬錳漿料中的有機(jī)物或溶劑揮發(fā)，為了防止印刷的鉬錳層表面干燥硬化，本發(fā)明的產(chǎn)品采用紅線干燥，可以使鉬錳層干燥效果非常均勻。
[0014]陶瓷印刷的鉬錳金屬層燒結(jié)，因產(chǎn)品要具有電物理性能，所以陶瓷金屬化燒結(jié)就成了本發(fā)明的產(chǎn)品的關(guān)鍵性工藝，燒結(jié)后的產(chǎn)品使鉬錳金屬層與陶瓷圓片有機(jī)結(jié)合在一起，即鉬錳金屬層通過專用燒結(jié)爐燒結(jié)后，使鉬錳金屬的部分分子完全慘透或擴(kuò)散到陶瓷層里面，在陶瓷圓片與鉬錳金屬層的結(jié)合處，生成了尖晶石型化合物，從面實(shí)現(xiàn)與陶瓷圓片之間有很高的結(jié)合強(qiáng)度，并能夠承受一定的垃力(SlOOMPa)。
[0015]陶瓷金屬化燒結(jié)后的產(chǎn)品，很容易氧化，必須在比較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行上鎳處理，同時(shí)也是為改善陶瓷金屬化產(chǎn)品的封接技術(shù)(即改善焊接時(shí)陶瓷金屬化層與焊接料的潤(rùn)濕性能)的需要，便上鎳方法有燒鎳、電鍍鎳等多種工藝技術(shù)，本發(fā)明的產(chǎn)品經(jīng)過多次非常嚴(yán)格的試制，最終確定采用鍍鎳技術(shù)對(duì)陶瓷金屬化產(chǎn)品在金屬化燒結(jié)后立即進(jìn)就進(jìn)行電鍍鎳，優(yōu)點(diǎn)是周期短，電極上采用的鎳板純度可達(dá)99.5%，效果更好。
[0016] 本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
同一平面的不同區(qū)域或點(diǎn)的抗折強(qiáng)度能夠保持保持一致，如有產(chǎn)品尺寸是Φ 15.0mmX5.0mm，從A、B、C三個(gè)不同點(diǎn)進(jìn)行抗折強(qiáng)度，進(jìn)行測(cè)試均700 Mpa，而Q/0KVL001-2003技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只要求290 Mpa。不同區(qū)域或點(diǎn)的抗折強(qiáng)度均能保持在700 Mpa，才能使本發(fā)明的產(chǎn)品應(yīng)用在大功率的工作環(huán)境中。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0019]實(shí)施例一
本實(shí)施例提供了一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片，所述瓷片由以下組份配制而成:
碳酸鈣1.2—3.4%，
一■氧化娃 1.0—1.3%,
三氧化二鋁 92—95%，
二氧化鋯 0.1 — 0.5%，
石英1.2—1.27%，
高嶺土1.4 一 1.5%，
燒滑石0.1—0.5%。
[0020]
實(shí)施例二
本實(shí)施例提供了一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片的加工方法，所述加工方法包括以下步驟:
步驟一，配料:稱取預(yù)定量的各組分混合成混合粉料，其中，三氧化二鋁的含水量要求< 0.03%;其中，各組分的含量如實(shí)施例一所述。
[0021]步驟二，將混合粉料采用球磨方式進(jìn)行粉碎:其中，混合粉料與球的重量配比為1:3，球磨之前在混合粉料中添加0.3%的油酸，然后放置于密閉的圓柱形滾筒內(nèi)，球磨16?22小時(shí)，使球磨后的混合粉料的粉體粒度在Iym以下；
步驟三，制成蠟餅:按混合粉料重量的11%添加白蠟和混合粉料重量的0.5%添加黃蠟，加熱熔化、攪拌，去除蠟中的水分，再將混合粉料放入到料桶中進(jìn)行攪拌3小時(shí)以上成為混合漿料，使混合料漿中的空氣充分排除后制成蠟餅；
步驟四，熱壓成型:將蠟餅在金屬模具中采用熱壓成型的方式制成瓷管；
步驟五，排蠟:按溫度曲線230°C、450°C、590°C、890°C四個(gè)溫度段進(jìn)行升溫，且以50分鐘/缽的速度往窯內(nèi)推進(jìn)將瓷管內(nèi)的蠟排除；
步驟六，清灰:采用對(duì)瓷管加金剛砂料的混合物放入振動(dòng)機(jī)的料桶內(nèi)以1.5Hz的頻率振動(dòng)進(jìn)行清灰；
步驟七，燒結(jié):從室溫逐漸升溫到1150°C燒結(jié)260分鐘，再繼續(xù)升溫到1585°C燒結(jié)80分鐘，然后保溫50分鐘，自然冷卻。
[0022]步驟八，清砂:采用對(duì)燒結(jié)后的瓷管加圓形金剛石的混合物放入振動(dòng)機(jī)的料桶內(nèi)以4Hz的頻率振動(dòng)進(jìn)行清砂。
[0023]
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片，其特征在于，所述瓷片由以下組份配制而成: 碳酸鈣1.2—3.4%， 一■氧化娃 1.0—1.3%, 三氧化二鋁 92—95%， 二氧化鋯 0.1—0.5%， 石英1.2—1.27%， 高嶺土1.4一1.5%， 燒滑石0.1—0.5%。2.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步驟: 步驟一，配料:稱取預(yù)定量的各組分混合成混合粉料，其中，三氧化二鋁的含水量要求<0.03%； 步驟二，將混合粉料采用球磨方式進(jìn)行粉碎:其中，混合粉料與球的重量配比為1:3，球磨之前在混合粉料中添加0.3%的油酸，然后放置于密閉的圓柱形滾筒內(nèi)，球磨16?22小時(shí)，使球磨后的混合粉料的粉體粒度在Iym以下； 步驟三，制成蠟餅:按混合粉料重量的11%添加白蠟和混合粉料重量的0.5%添加黃蠟，加熱熔化、攪拌，去除蠟中的水分，再將混合粉料放入到料桶中進(jìn)行攪拌3小時(shí)以上成為混合漿料，使混合料漿中的空氣充分排除后制成蠟餅； 步驟四，熱壓成型:將蠟餅在金屬模具中采用熱壓成型的方式制成瓷管； 步驟五，排蠟:按溫度曲線230°C、450°C、590°C、890°C四個(gè)溫度段進(jìn)行升溫，且以50分鐘/缽的速度往窯內(nèi)推進(jìn)將瓷管內(nèi)的蠟排除； 步驟六，清灰:采用對(duì)瓷管加金剛砂料的混合物放入振動(dòng)機(jī)的料桶內(nèi)以1.5Hz的頻率振動(dòng)進(jìn)行清灰； 步驟七，燒結(jié):從室溫逐漸升溫到1150°C燒結(jié)260分鐘，再繼續(xù)升溫到1585°C燒結(jié)80分鐘，然后保溫50分鐘，自然冷卻； 步驟八，清砂:采用對(duì)燒結(jié)后的瓷管加圓形金剛石的混合物放入振動(dòng)機(jī)的料桶內(nèi)以4Hz的頻率振動(dòng)進(jìn)行清砂。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新能源汽車四元系95氧化鋁瓷片，所述瓷片由以下組份配制而成：碳酸鈣1.2—3.4%，二氧化硅1.0—1.3%，三氧化二鋁92—95%，二氧化鋯0.1—0.5%，石英1.2—1.27%，高嶺土1.4—1.5%，燒滑石0.1—0.5%。同一平面的不同區(qū)域或點(diǎn)的抗折強(qiáng)度能夠保持保持一致，不同區(qū)域或點(diǎn)的抗折強(qiáng)度均能保持在700？<i>Mpa</i><i>，</i>才能使本發(fā)明的產(chǎn)品應(yīng)用在大功率的工作環(huán)境中。
【IPC分類】C04B35/10, C04B35/622
【公開號(hào)】CN105503160
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510892121
【發(fā)明人】曾正春, 閔貴忠, 曹留陽(yáng)
【申請(qǐng)人】湖南省新化縣長(zhǎng)江電子有限責(zé)任公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日