本發(fā)明涉及電子材料技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于陶瓷基板、不銹鋼基板的高溫大功率稀土電阻漿料及其制備方法。
背景技術(shù):
電熱材料利用電流熱效應(yīng)的材料,金屬類電熱材料主要包括貴金屬(Pt)、高溫熔點(diǎn)金屬(W、Mo、Ta、Nb)及其合金、鎳基合金和鐵鋁系合金. 應(yīng)用最廣泛的金屬電熱材料主要是鎳鉻合金和鐵鋁系合金。金屬電熱材料主要有碳化硅、鉻酸鑭、氧化鋯、二硅化鉬等。具有耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、電熱轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn),正在逐步取代金屬電熱材料。傳統(tǒng)的電熱源一般體積大、能效利用率低、應(yīng)用不便捷,難以滿足現(xiàn)代工業(yè)及生活需求。
采用厚膜加熱技術(shù)逐步在國(guó)內(nèi)推廣,但只能通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流作為主要熱傳遞方式,而且產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差,發(fā)熱體自身溫度很高,應(yīng)用范圍和基材選用存在極大限制。
作為厚膜加熱技術(shù)的核心材料,電阻漿料在厚膜加熱技術(shù)中扮演著十分重要的角色;然而,對(duì)于現(xiàn)有的厚膜電阻漿料而言,其普遍存在以下缺陷,具體范圍:1、含有對(duì)人體、環(huán)境造成傷害的鉛材料;2、相容性、濕潤(rùn)性、熱性能、電性能、工藝性、適應(yīng)性不強(qiáng);3、與陶瓷基板、不銹鋼基板匹配貼合性較差;4、印刷特性及燒成特性較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高溫大功率稀土電阻漿料,該高溫大功率稀土電阻漿料具有以下優(yōu)點(diǎn),具體為:1、選用無(wú)鉛微晶玻璃粉,有效地避免了鉛在研發(fā)、使用及廢棄后對(duì)環(huán)境、人體造成傷害;2、稀土氧化物可以有效的改變微晶玻璃粉、功能相的燒結(jié)性能、微觀結(jié)構(gòu)、致密度、相組成及物理和機(jī)械性能,使得電阻漿料的相容性、濕潤(rùn)性、熱性能、電性能、工藝性、適應(yīng)性有顯著改進(jìn)提高;3、與陶瓷基板、不銹鋼基板匹配結(jié)合性良好;4、印刷特性及燒成特性優(yōu)良,與厚膜電路用介質(zhì)漿料、導(dǎo)電漿料具有好的兼容性。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種高溫大功率稀土電阻漿料制備方法,該高溫大功率稀土電阻漿料制備方法能夠有效地生產(chǎn)制備上述高溫大功率稀土電阻漿料。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一種高溫大功率稀土電阻漿料,包括有以下重量份的物料,具體為:
功能相 45%-75%
無(wú)機(jī)粘接相 10%-30%
促燒劑 0.5%-5%
有機(jī)載體 10%-29.5%;
功能相為由微米銀粉、釕酸鉍粉所組成的復(fù)合粉,微米銀粉的粒徑值為1 μm -3 μm,釕酸鉍粉的粒徑值為1μm -3 μm,功能相中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為80%-95%、5%-20%;
無(wú)機(jī)粘接相為無(wú)鉛微晶玻璃粉,無(wú)鉛微晶玻璃粉由SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、稀土氧化物、晶核劑所組成的混合物,無(wú)機(jī)粘接相中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、稀土氧化物、晶核劑七種物料的重量份依次為20%-70%、10%-50%、1%-15%、5%-30%、10%-30%、1%-10%、1%-10%;
有機(jī)載體為溶劑、樹(shù)脂、分散劑、消泡劑、觸變劑所組成的混合物,有機(jī)載體中溶劑、樹(shù)脂、分散劑、消泡劑、觸變劑五種物料的重量份依次為40%-70%、10%-30%、1%-5%、1%-5%、1%-5%。
其中,所述促燒劑為鎂、錫、鉍、鋁、銻、鎂化合物、錫化合物、鋁化合物、銻化合物中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
其中,所述稀土氧化物為Sm2O3、Dy2O3、CeO2、Gd2O3、Eu2O3、Nd2O3中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
其中,所述晶核劑為L(zhǎng)i2O、TiO2、ZrO2、BeO、MoO3、Fe2O3、CaF2、P2O5、Al2O3 中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
其中,所述無(wú)鉛微晶玻璃粉的粒徑值為3μm -5μm。
其中,所述溶劑為混合二元酸酯、檸檬酸三丁酯、松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三丁酯、二乙二醇單乙醚醋酸酯中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
其中,所述樹(shù)脂為環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、硝基纖維素、有機(jī)硅樹(shù)脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
其中,所述分散劑為檸檬酸三胺、聚甲基丙烯酸胺、1, 4- 二羥基磺酸胺中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
其中,所述消泡劑為聚二甲基硅氧烷、聚醚改性有機(jī)硅中的一種,所述觸變劑為氫化蓖麻油、聚酰胺蠟中的一種。
一種高溫大功率稀土電阻漿料制備方法,包括有以下工藝步驟,具體為:
a、制備無(wú)機(jī)粘接相:將SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、稀土氧化物、晶核劑于球磨機(jī)中混合均勻,混合物中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、稀土氧化物、晶核劑中七種物料的重量份依次為20%-70%、10%-50%、1%-15%、5%-30%、10%-30%、1%-10%、1%-10%,混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1000℃-1500 ℃,保溫時(shí)間為2-5小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃,最后以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃球磨4-10小時(shí),即得到粒徑值為3μm-5μm的無(wú)鉛微晶玻璃粉;
b、制備功能相:將微米銀粉、釕酸鉍粉混合均勻以制備銀-釕酸鉍復(fù)合粉,銀-釕酸鉍復(fù)合粉中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為80%-95%、5%-20%,微米銀粉的粒徑值為1μm -3 μm,釕酸鉍粉的粒徑值為1μm -3 μm;
c、制備有機(jī)載體:將有溶劑,樹(shù)脂,分散劑,消泡劑、觸變劑于60℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,并通過(guò)調(diào)整樹(shù)脂的含量,以使有機(jī)載體的粘度范圍為200 mPa·s -300 mPa·s,其中,有機(jī)載體中溶劑、樹(shù)脂、分散劑、消泡劑、觸變劑五種物料的重量份依次為70%-80%、15%-20%、1%-5%、1%-5%、1%-5%;
d、電阻漿料制備:將功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 促燒劑、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后再進(jìn)行三輥軋制,以獲得粘度范圍為200 Pa·s±20 Pa·s的電阻漿料,其中,電阻漿料中功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 促燒劑、有機(jī)載體四種物料的重量份依次為60%-70%、10%-15%、0.5%-5%、10%-29.5%。
本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明所述的一種高溫大功率稀土電阻漿料,其包括有以下重量份的物料:功能相45%-75%、無(wú)機(jī)粘接相10%-30%、促燒劑0.5%-5%、有機(jī)載體10%-29.5%;功能相為由微米銀粉、釕酸鉍粉所組成的復(fù)合粉,微米銀粉的粒徑值為1 μm -3 μm,釕酸鉍粉的粒徑值為1μm -3 μm,功能相中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為80%-95%、5%-20%;無(wú)機(jī)粘接相為無(wú)鉛微晶玻璃粉,無(wú)鉛微晶玻璃粉由SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、稀土氧化物、晶核劑所組成的混合物,無(wú)機(jī)粘接相中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、稀土氧化物、晶核劑七種物料的重量份依次為20%-70%、10%-50%、1%-15%、5%-30%、10%-30%、1%-10%、1%-10%;有機(jī)載體為溶劑、樹(shù)脂、分散劑、消泡劑、觸變劑所組成的混合物,有機(jī)載體中溶劑、樹(shù)脂、分散劑、消泡劑、觸變劑五種物料的重量份依次為40%-70%、10%-30%、1%-5%、1%-5%、1%-5%。通過(guò)上述物料配比,該高溫大功率稀土電阻漿料具有以下優(yōu)點(diǎn),具體為:1、選用無(wú)鉛微晶玻璃粉,有效地避免了鉛在研發(fā)、使用及廢棄后對(duì)環(huán)境、人體造成傷害;2、稀土氧化物可以有效的改變微晶玻璃粉、功能相的燒結(jié)性能、微觀結(jié)構(gòu)、致密度、相組成及物理和機(jī)械性能,使得電阻漿料的相容性、濕潤(rùn)性、熱性能、電性能、工藝性、適應(yīng)性有顯著改進(jìn)提高;3、與陶瓷基板、不銹鋼基板匹配結(jié)合性良好;4、印刷特性及燒成特性優(yōu)良,與厚膜電路用介質(zhì)漿料、導(dǎo)電漿料具有好的兼容性。
本發(fā)明的另一有益效果為: 本發(fā)明所述的一種高溫大功率稀土電阻漿料制備方法,其包括有以下工藝步驟,具體為:a、制備無(wú)機(jī)粘接相:將SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、稀土氧化物、晶核劑于球磨機(jī)中混合均勻,混合物中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、稀土氧化物、晶核劑中七種物料的重量份依次為20%-70%、10%-50%、1%-15%、5%-30%、10%-30%、1%-10%、1%-10%,混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1000℃-1500 ℃,保溫時(shí)間為2-5小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃,最后以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃球磨4-10小時(shí),即得到粒徑值為3μm-5μm的無(wú)鉛微晶玻璃粉;b、制備功能相:將微米銀粉、釕酸鉍粉混合均勻以制備銀-釕酸鉍復(fù)合粉,銀-釕酸鉍復(fù)合粉中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為80%-95%、5%-20%,微米銀粉的粒徑值為1μm -3 μm,釕酸鉍粉的粒徑值為1μm -3 μm;c、制備有機(jī)載體:將有溶劑,樹(shù)脂,分散劑,消泡劑、觸變劑于60℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,并通過(guò)調(diào)整樹(shù)脂的含量,以使有機(jī)載體的粘度范圍為200 mPa·s -300 mPa·s,其中,有機(jī)載體中溶劑、樹(shù)脂、分散劑、消泡劑、觸變劑五種物料的重量份依次為70%-80%、15%-20%、1%-5%、1%-5%、1%-5%;d、電阻漿料制備:將功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 促燒劑、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后再進(jìn)行三輥軋制,以獲得粘度范圍為200 Pa·s±20 Pa·s的電阻漿料,其中,電阻漿料中功能相、無(wú)機(jī)粘接相、促燒劑、有機(jī)載體四種物料的重量份依次為60%-70%、10%-15%、0.5%-5%、10%-29.5%。通過(guò)上述工藝步驟設(shè)計(jì),該高溫大功率稀土電阻漿料制備方法能夠有效地生產(chǎn)制備上述高溫大功率稀土電阻漿料。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例一,一種高溫大功率稀土電阻漿料,包括有以下重量份的物料,具體為:
功能相 70%
無(wú)機(jī)粘接相 16%
錫粉 2%
有機(jī)載體 12%;
功能相為由微米銀粉、釕酸鉍粉所組成的復(fù)合粉,微米銀粉的粒徑值為1μm -3 μm,釕酸鉍的粒徑值為1μm -3 μm,功能相中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為95%、5%;
無(wú)機(jī)粘接相為無(wú)鉛微晶玻璃粉,無(wú)鉛微晶玻璃粉由SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2所組成的混合物,無(wú)機(jī)粘接相中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2七種物料的重量份依次為40%、15%、15%、12%、13%、2.5%、2.5%;
有機(jī)載體為二元酸酯、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油所組成的混合物,有機(jī)載體中二元酸酯、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油五種物料的重量份依次為80%、15%、1.5%、1.5%、2%。
通過(guò)上述物料配比,本實(shí)施例一的高溫大功率稀土電阻漿料具有以下優(yōu)點(diǎn),具體為:
1、選用SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2制備無(wú)鉛微晶玻璃粉,有效避免了鉛在研發(fā)、使用及廢棄后對(duì)環(huán)境、人體造成傷害,可以解決大功率電阻或電熱元件制造行業(yè)急需解決的問(wèn)題,符合歐盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、稀土氧化物Dy2O3可以極大的改變微晶玻璃材料及功能相的燒結(jié)性能、微觀結(jié)構(gòu)、致密度、相組成及物理和機(jī)械性能,使得漿料的相容性、濕潤(rùn)性、熱性能、電性能、工藝性、適應(yīng)性有顯著改進(jìn)提高,在調(diào)節(jié)電阻漿料燒結(jié)溫度的同時(shí),有效調(diào)節(jié)電阻層的方阻范圍和電阻溫度系數(shù);
3、將無(wú)鉛微晶玻璃粉體系與適當(dāng)比例的銀-釕酸鉍復(fù)合粉及有機(jī)載體復(fù)合,同時(shí)添加促燒劑,制備中低阻段、電阻軌跡層的膨脹系數(shù)與陶瓷基板及不銹鋼基板匹配且良好結(jié)合的稀土電阻漿料;
4、高溫大功率稀土電阻漿料的印刷特性及燒成特性優(yōu)良,重?zé)兓市∮?%, 由該電阻漿料制備具有方阻低且可調(diào)、電阻溫度系數(shù)低且可調(diào)、且與陶瓷基板、基于不銹鋼基板厚膜電路用介質(zhì)漿料、導(dǎo)電漿料具有好的兼容性等優(yōu)點(diǎn)。
其中,本實(shí)施例一的高溫大功率稀土電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種高溫大功率稀土電阻漿料制備方法包括有以下工藝步驟,具體為:
a、制備無(wú)機(jī)粘接相:將SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2于球磨機(jī)中混合均勻,混合物中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2中七種物料的重量份依次為40%、15%、15%、12%、13%、2.5%、2.5%,混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1200℃,保溫時(shí)間為3小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃,最后以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃球磨5小時(shí),即得到粒徑值為3μm-5μm的無(wú)鉛微晶玻璃粉;
b、制備功能相:將微米銀粉、釕酸鉍粉混合均勻以制備銀-二氧化釕復(fù)合粉,銀-釕酸鉍復(fù)合粉中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為95%、5%,微米銀粉的粒徑值為1μm -3 μm,釕酸鉍的粒徑值為1μm -3 μm;
c、制備有機(jī)載體:將二元酸酯、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油于60℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,并通過(guò)調(diào)整乙基纖維素的含量,以使有機(jī)載體的粘度控制在200 mPa·s -300 mPa·s范圍內(nèi),其中,有機(jī)載體中松油醇、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油五種物料的重量份依次為80%、15%、1.5%、1.5%、2%;
d、電阻漿料制備:將功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 錫粉、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后再進(jìn)行三輥軋制,以獲得粘度范圍為150Pa·s-200 Pa·s的電阻漿料,其中,電阻漿料中功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 錫粉、有機(jī)載體四種物料的重量份依次為70%、16%、2%、12%。
通過(guò)上述工藝步驟設(shè)計(jì),該高溫大功率稀土電阻漿料制備方法能夠有效地生產(chǎn)制備本實(shí)施例一的高溫大功率稀土電阻漿料。
實(shí)施例二,一種高溫大功率稀土電阻漿料,包括有以下重量份的物料,具體為:
功能相 65%
無(wú)機(jī)粘接相 18%
錫粉 3%
有機(jī)載體 14%;
功能相為由微米銀粉、釕酸鉍粉所組成的復(fù)合粉,微米銀粉的粒徑值為1μm -3 μm,釕酸鉍的粒徑值為1μm -3 μm,功能相中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為94%、6%;
無(wú)機(jī)粘接相為無(wú)鉛微晶玻璃粉,無(wú)鉛微晶玻璃粉由SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2所組成的混合物,無(wú)機(jī)粘接相中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2七種物料的重量份依次為40%、14%、14%、13%、15%、2%、2%;
有機(jī)載體為松油醇、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油所組成的混合物,有機(jī)載體中二元酸酯、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油五種物料的重量份依次為80%、16%、1%、1%、2%。
通過(guò)上述物料配比,本實(shí)施例二的高溫大功率稀土電阻漿料具有以下優(yōu)點(diǎn),具體為:
1、選用SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2制備無(wú)鉛微晶玻璃粉,有效避免了鉛在研發(fā)、使用及廢棄后對(duì)環(huán)境、人體造成傷害,可以解決大功率電阻或電熱元件制造行業(yè)急需解決的問(wèn)題,符合歐盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、稀土氧化物Dy2O3可以極大的改變微晶玻璃材料及功能相的燒結(jié)性能、微觀結(jié)構(gòu)、致密度、相組成及物理和機(jī)械性能,使得漿料的相容性、濕潤(rùn)性、熱性能、電性能、工藝性、適應(yīng)性有顯著改進(jìn)提高,在調(diào)節(jié)電阻漿料燒結(jié)溫度的同時(shí),有效調(diào)節(jié)電阻層的方阻范圍和電阻溫度系數(shù);
3、將無(wú)鉛微晶玻璃粉體系與適當(dāng)比例的銀-釕酸鉍復(fù)合粉及有機(jī)載體復(fù)合,同時(shí)添加促燒劑,制備膨脹系數(shù)與陶瓷基板及不銹鋼基板匹配且良好結(jié)合的高溫大功率稀土電阻漿料;
4、高溫大功率稀土電阻漿料的印刷特性及燒成特性優(yōu)良,重?zé)兓市∮?%, 由該電阻漿料制備具有方阻低且可調(diào)、電阻溫度系數(shù)低且可調(diào)、且與陶瓷基板、基于不銹鋼基板用介質(zhì)漿料、導(dǎo)電漿料具有好的兼容性等優(yōu)點(diǎn)。
其中,本實(shí)施例二的高溫大功率稀土電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種高溫大功率稀土電阻漿料制備方法包括有以下工藝步驟,具體為:
a、制備無(wú)機(jī)粘接相:將SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2于球磨機(jī)中混合均勻,混合物中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Dy2O3、ZrO2中七種物料的重量份依次為40%、14%、14%、13%、15%、2%、2%,混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1200℃,保溫時(shí)間為3小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃,最后以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃球磨5小時(shí),即得到粒徑值為3μm-5μm的無(wú)鉛微晶玻璃粉;
b、制備功能相:將微米銀粉、釕酸鉍粉混合均勻以制備銀-二氧化釕復(fù)合粉,銀-釕酸鉍復(fù)合粉中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為94%、6%,微米銀粉的粒徑值為1μm -3 μm,釕酸鉍的粒徑值為1μm -3 μm;
c、制備有機(jī)載體:將二元酸酯、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油于60℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,并通過(guò)調(diào)整乙基纖維素的含量,以使有機(jī)載體的粘度控制在200 mPa·s -300 mPa·s范圍內(nèi),其中,有機(jī)載體中松油醇、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油五種物料的重量份依次為80%、16%、1%、1%、2%;
d、電阻漿料制備:將功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 錫粉、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后再進(jìn)行三輥軋制,以獲得粘度范圍為150Pa·s-200 Pa·s的電阻漿料,其中,電阻漿料中功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 錫粉、有機(jī)載體四種物料的重量份依次為65%、18%、3%、14%。
通過(guò)上述工藝步驟設(shè)計(jì),該高溫大功率稀土電阻漿料制備方法能夠有效地生產(chǎn)制備本實(shí)施例二的高溫大功率稀土電阻漿料。
實(shí)施例三,一種高溫大功率稀土電阻漿料,包括有以下重量份的物料,具體為:
功能相 68%
無(wú)機(jī)粘接相 16%
錫粉 2.5%
有機(jī)載體 13.5%;
功能相為由微米銀粉、釕酸鉍粉所組成的復(fù)合粉,微米銀粉的粒徑值為1μm -3 μm,釕酸鉍的粒徑值為1μm -3 μm,功能相中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為92%、8%;
無(wú)機(jī)粘接相為無(wú)鉛微晶玻璃粉,無(wú)鉛微晶玻璃粉由SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Eu2O3、ZrO2所組成的混合物,無(wú)機(jī)粘接相中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Eu2O3、ZrO2七種物料的重量份依次為38%、14%、14%、14%、15%、2.5%、2.5%;
有機(jī)載體為松油醇、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油所組成的混合物,有機(jī)載體中二元酸酯、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油五種物料的重量份依次為80%、16%、1%、1%、2%。
通過(guò)上述物料配比,本實(shí)施例三的高溫大功率稀土電阻漿料具有以下優(yōu)點(diǎn),具體為:
1、選用SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Eu2O3、ZrO2制備無(wú)鉛微晶玻璃粉,有效避免了鉛在研發(fā)、使用及廢棄后對(duì)環(huán)境、人體造成傷害,可以解決大功率電阻或電熱元件制造行業(yè)急需解決的問(wèn)題,符合歐盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、稀土氧化物Eu2O3可以極大的改變微晶玻璃材料及功能相的燒結(jié)性能、微觀結(jié)構(gòu)、致密度、相組成及物理和機(jī)械性能,使得漿料的相容性、濕潤(rùn)性、熱性能、電性能、工藝性、適應(yīng)性有顯著改進(jìn)提高,在調(diào)節(jié)電阻漿料燒結(jié)溫度的同時(shí),有效調(diào)節(jié)電阻層的方阻范圍和電阻溫度系數(shù);
3、將無(wú)鉛微晶玻璃粉體系與適當(dāng)比例的銀-釕酸鉍復(fù)合粉及有機(jī)載體復(fù)合,同時(shí)添加促燒劑,制備膨脹系數(shù)與陶瓷基板及不銹鋼基板匹配且良好結(jié)合的高溫大功率稀土電阻漿料;
4、高溫大功率稀土電阻漿料的印刷特性及燒成特性優(yōu)良,重?zé)兓市∮?%, 由該電阻漿料制備具有方阻低且可調(diào)、電阻溫度系數(shù)低且可調(diào)、且與陶瓷基板、基于不銹鋼基板用介質(zhì)漿料、導(dǎo)電漿料具有好的兼容性等優(yōu)點(diǎn)。
其中,本實(shí)施例三的高溫大功率稀土電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種高溫大功率稀土電阻漿料制備方法包括有以下工藝步驟,具體為:
a、制備無(wú)機(jī)粘接相:將SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Eu2O3、ZrO2于球磨機(jī)中混合均勻,混合物中SiO2、MgO、B2O3、ZnO、Bi2O3、Eu2O3、ZrO2中七種物料的重量份依次為38%、14%、14%、14%、15%、2.5%、2.5%,混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1200℃,保溫時(shí)間為3小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃,最后以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃球磨5小時(shí),即得到粒徑值為3μm-5μm的無(wú)鉛微晶玻璃粉;
b、制備功能相:將微米銀粉、釕酸鉍粉混合均勻以制備銀-二氧化釕復(fù)合粉,銀-釕酸鉍復(fù)合粉中微米銀粉、釕酸鉍粉兩種物料的重量份依次為92%、8%,微米銀粉的粒徑值為1μm -3 μm,釕酸鉍的粒徑值為1μm -3 μm;
c、制備有機(jī)載體:將二元酸酯、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油于60℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,并通過(guò)調(diào)整乙基纖維素的含量,以使有機(jī)載體的粘度控制在200 mPa·s -300 mPa·s范圍內(nèi),其中,有機(jī)載體中松油醇、乙基纖維素、檸檬酸三胺、聚二甲基硅氧烷、氫化蓖麻油五種物料的重量份依次為80%、16%、1%、1%、2%;
d、電阻漿料制備:將功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 錫粉、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后再進(jìn)行三輥軋制,以獲得粘度范圍為150Pa·s-200 Pa·s的電阻漿料,其中,電阻漿料中功能相、無(wú)機(jī)粘接相、 錫粉、有機(jī)載體四種物料的重量份依次為68%、16%、2.5%、13.5%。
通過(guò)上述工藝步驟設(shè)計(jì),該高溫大功率稀土電阻漿料制備方法能夠有效地生產(chǎn)制備本實(shí)施例三的高溫大功率稀土電阻漿料。
以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明的思想,在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。