一種復合陶瓷基片及其制備方法技術

本發明專利技術提供一種復合陶瓷基片，包括混合漿料和基體材料，所述混合漿料包括下述組成材料：50?85重量份的陶瓷粉體，5?40重量份的粘接劑，3?5重量份的添加劑，1?5重量份的固化劑，其中：所述陶瓷粉體的粒徑為1?10um，所述陶瓷粉體為氧化物陶瓷粉體、氮化物陶瓷粉體、硼化物陶瓷粉體和碳化物陶瓷粉體中的一種或多種。本發明專利技術的復合陶瓷基片由陶瓷粉體、粘接劑、添加劑、固化劑組成的混合料和基體材料，通過混合、涂覆、預烘烤、熱壓燒結過程獲得。復合陶瓷基片不僅具有陶瓷的一些特種性能，且制作工藝簡單，制備過程中燒結溫度低，過程中基本無有害氣體益出，是一種新型綠色陶瓷材料。

【技術實現步驟摘要】
一種復合陶瓷基片及其制備方法
本專利技術屬于復合陶瓷材料
，具體涉及一種復合陶瓷基片及其制備方法。
技術介紹
陶瓷材料具有耐高溫、耐高壓、耐磨、耐腐蝕性。特種陶瓷材料更是具備有優良的電氣性能、光學性能甚至磁學性能。其產品廣泛應用于航空航天、大功率結構性部件及功能性部件中。傳統的陶瓷制件采用陶瓷粉加入蠟質粘接劑混合，再熱壓成型放入爐內進行排蠟，最后將排蠟完成的半成品放入高溫爐內進行高溫燒結。此法需要消耗大量的能量，并且排蠟過程中產生大氣污染。
技術實現思路
本專利技術旨在提供一種復合陶瓷基片及其制備方法，由陶瓷粉體、粘接劑、添加劑、固化劑組成的混合料和基體材料，通過混合、涂覆、預烘烤、熱壓燒結過程獲得一種陶瓷材料。該材料具有強度高、硬度高，具有陶瓷的特種性能，且制作工藝簡單，制備過程中燒結溫度低，過程中基本無有害氣體益出，是一種新型綠色陶瓷材料。本專利技術是這樣實現的：一種復合陶瓷基片，包括混合漿料和基體材料，所述混合漿料包括下述組成材料：50-85重量份的陶瓷粉體，5-40重量份的粘接劑，3-5重量份的添加劑，1-5重量份的固化劑，其中：所述陶瓷粉體的粒徑為1-10um，所述陶瓷粉體為氧化物陶瓷粉體、氮化物陶瓷粉體、硼化物陶瓷粉體和碳化物陶瓷粉體中的一種或多種。優選地，所述氧化物陶瓷粉體為Al2O3、ZrO2、BeO、MgO和TiO2中的一種或幾種。優選地，所述氮化陶瓷粉體為AlN、BN、Si3N4、ZrN的一種或幾種。優選地，所述硼化物陶瓷粉體為ZrB2和TiB2中的一種或兩種。優選地，所述碳化物陶瓷粉體為B4C、SiC、ZrC、TiC和WC中的一種或幾種。優選地，所述粘接劑為熱固型環氧樹脂或熱固型改性環氧樹脂。優選地，所述添加劑為硅藻土、滑石粉、鍛燒高嶺土、石英粉和鈦白粉中的一種或幾種。優選地，所述固化劑為間苯二胺、二氨基二苯基砜、偏苯三酸酐和偏苯四酸酐中的一種或幾種。優選地，所述基體材料為碳纖維、玻璃纖維、聚酯纖維和金屬纖維中的一種或多種混合，所述金屬纖維為鋁纖維網、不銹鋼纖維網、銅纖維網、鈦纖維網和鎂合金纖維網中的一種或多種復合。根據本專利技術的另一方面，一種制備上述的復合陶瓷基片的方法，包括以下步驟：S1：混料：稱取配量的陶瓷粉體、粘接劑、添加劑和固化劑，放入混合器中混合1-5小時，得到混料；S2：涂覆：將基體材料平鋪好，再將混料均勻涂覆在基本材料的表面；S3：預烘烤：將涂覆好混料的基體材料放入烘箱中，于80-140℃條件下烘烤30-60分鐘，得到預浸漬材料；S4：熱壓燒結：將預浸漬材料取出，放入熱壓機中，于150-220℃下，壓力為20-100MPa下熱壓1-5小時；S5：熱壓完成后，冷卻至室溫，得到復合陶瓷基片。與現有技術相比，本專利技術的復合陶瓷基片不僅具有陶瓷的特種性能，且制作工藝簡單，制備過程中燒結溫度低，過程中基本無有害氣體益出，是一種新型綠色陶瓷材料。具體實施方式以下對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限制本專利技術。實施例1Al2O3陶瓷混合漿料，包括下述組成材料：80重量份粒徑D50為1um的Al2O3陶瓷粉體，15重量份的E-20型環氧樹脂，1重量份的滑石粉、1重量份的石英粉和1重量份的鈦白粉，2重量份的間苯二胺。復合陶瓷基片的制備工藝如下：S1：混料：稱取80重量份粒徑D50為1um的Al2O3陶瓷粉體、15重量份的E-20型環氧樹脂粘接劑、1重量份的滑石粉、1重量份的石英粉和1重量份的鈦白粉添加劑和2重量份的間苯二胺固化劑，放入V形混料機中混合5小時，得到混料；S2：涂覆：選擇玻璃纖維布為基體材料，并將玻璃纖維平鋪好，再將混料均勻涂覆在玻璃纖維的表面；S3：預烘烤：將涂覆好混料的玻璃纖維放入烘箱中，于80℃條件下烘烤30分鐘，得到預浸漬材料；S4：熱壓燒結：將預浸漬料取出，放入熱壓機中，于150℃下，壓力為50MPa下熱壓3小時；S5：熱壓完成后，冷卻至室溫，得到復合陶瓷基片。所得氧化鋁陶瓷復合材料表面光潔度好，硬度為6.5，斷裂韌性為6.5Mpam1/2，抗拉強度為50MPa，彎曲強度為150MPa，耐溫可達180℃不黃變，導熱率10W/m·K，熱膨脹系數為6.2×10-5/℃。制備過程中無有害氣體產生。實施例2氧化鋯陶瓷混合漿料，包括下述組成材料：85重量份粒徑D50為10um的氧化鋯陶瓷粉體，10重量份的E-03型環氧樹脂，1重量份的滑石粉、1重量份的石英粉和1重量份的鍛燒高嶺土，2重量份的偏苯三酸酐。復合陶瓷基片的制備工藝如下：S1：混料：稱取85重量份粒徑D50為10um的氧化鋯陶瓷粉體、10重量份的E-03型環氧樹脂粘接劑、1重量份的滑石粉、1重量份的石英粉和1重量份的鍛燒高嶺土添加劑和2重量份的偏苯三酸酐固化劑，放入V形混料機中混合3小時，得到混料；S2：涂覆：選擇玻璃纖維布為基體材料，并將玻璃纖維平鋪好，再將混料均勻涂覆在玻璃纖維的表面；S3：預烘烤：將涂覆好混料的玻璃纖維放入烘箱中，于140℃條件下烘烤30分鐘，得到預浸漬材料；S4：熱壓燒結：將預浸漬材料取出，放入熱壓機中，于180℃下，壓力為30MPa下熱壓5小時；S5：熱壓完成后，冷卻至室溫，得到復合陶瓷基片。所得氧化鋯陶瓷復合材料表面光潔度好，硬度為7.5，斷裂韌性為7.0Mpam1/2，抗拉強度為65MPa，彎曲強度為130MPa，耐溫度可達200℃不黃變，熱膨脹系數為4.2×10-5/℃。制備過程中無有害氣體產生。實施例3氮化硼陶瓷混合漿料，包括下述組成材料：85重量份粒徑D50為10um的六方氮化硼陶瓷粉體，10重量份的E-03型環氧樹脂，1重量份的滑石粉、1重量份的石英粉和1重量份的鍛燒高嶺土，2重量份的偏苯三酸酐。復合陶瓷基片的制備工藝如下：S1：混料：稱取85重量份粒徑D50為10um的氮化硼陶瓷粉體、10重量份的E-03型環氧樹脂粘接劑、1重量份的滑石粉、1重量份的石英粉和1重量份的鍛燒高嶺土添加劑和2重量份的偏苯三酸酐固化劑，放入V形混料機中混合3小時，得到混料；S2：涂覆：選擇玻璃纖維布為基體材料，并將玻璃纖維平鋪好，再將混料均勻涂覆在玻璃纖維的表面；S3：預烘烤：將涂覆好混料的玻璃纖維放入烘箱中，于140℃條件下烘烤30分鐘，得到預浸漬材料；S4：熱壓燒結：將預浸漬材料取出，放入熱壓機中，于180℃下，壓力為30MPa下熱壓5小時；S5：熱壓完成后，冷卻至室溫，得到復合陶瓷基片。所得氮化硼陶瓷復合材料表面光潔度好，硬度為2，斷裂韌性為4.0Mpam1/2，抗拉強度為50MPa，彎曲強度為100MPa，耐溫度可達220℃不黃變，熱膨脹系數為4.2×10-5/℃。制備過程中無有害氣體產生。實施例4碳化硅陶瓷混合漿料，包括下述組成材料：85重量份粒徑D50為10um的碳化硅陶瓷粉體，10重量份的E-03型環氧樹脂，1重量份的滑石粉、1重量份的石英粉和1重量份的鍛燒高嶺土，2重量份的偏苯三酸酐。復合陶瓷基片的制備工藝如下：S1：混料：稱取85重量份粒徑D50為10um的碳化硅陶瓷粉體、10重量份的E-03型環氧樹脂粘接劑、1重量份的滑石粉、1重量份的石英粉和1重量份的鍛燒高嶺土添加劑和2重量份的偏苯三酸酐固化劑，放入V形本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合陶瓷基片，包括混合漿料和基體材料，其特征在于：所述混合漿料包括下述組成材料：50?85重量份的陶瓷粉體，5?40重量份的粘接劑，3?5重量份的添加劑，1?5重量份的固化劑，其中：所述陶瓷粉體的粒徑為1?10um，所述陶瓷粉體為氧化物陶瓷粉體、氮化物陶瓷粉體、硼化物陶瓷粉體和碳化物陶瓷粉體中的一種或多種。

【技術特征摘要】
1.一種復合陶瓷基片，包括混合漿料和基體材料，其特征在于：所述混合漿料包括下述組成材料：50-85重量份的陶瓷粉體，5-40重量份的粘接劑，3-5重量份的添加劑，1-5重量份的固化劑，其中：所述陶瓷粉體的粒徑為1-10um，所述陶瓷粉體為氧化物陶瓷粉體、氮化物陶瓷粉體、硼化物陶瓷粉體和碳化物陶瓷粉體中的一種或多種。2.根據權利要求1所述的復合陶瓷基片，其特征在于：所述氧化物陶瓷粉體為Al2O3、ZrO2、BeO、MgO和TiO2中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的復合陶瓷基片，其特征在于：所述氮化陶瓷粉體為AlN、BN、Si3N4和ZrN中的一種或幾種。4.根據權利要求1所述的復合陶瓷基片，其特征在于：所述硼化物陶瓷粉體為ZrB2和TiB2中的一種或兩種。5.根據權利要求1所述的復合陶瓷基片，其特征在于：所述碳化物陶瓷粉體為B4C、SiC、ZrC、TiC和WC中的一種或幾種。6.根據權利要求1所述的復合陶瓷基片，其特征在于：所述粘接劑為熱固型環氧樹脂或熱固型改性環氧樹脂。7.根據權利要求1所述的復合陶瓷基片，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董睿智，丁天昊，丁萍，
申請(專利權)人：廣東昭信照明科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44