【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及陶瓷制備的，更具體地說，它涉及一種增強型氧化鋁陶瓷基片及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、氧化鋁陶瓷基片是一種由高純度氧化鋁為主要原料制成的陶瓷材料，具有優(yōu)異的熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)和介電性能，廣泛應(yīng)用于電子、微電子、半導(dǎo)體、光學(xué)、機械、化工、航空航天等領(lǐng)域，如集成電路封裝、led封裝、微波器件、高溫傳感器、化學(xué)反應(yīng)器、光學(xué)窗口等。
2、制備氧化鋁陶瓷基片的重要成型方法，通常采用流延成型工藝，流延成型工藝包括漿料制備、成型、干燥等過程，需要在陶瓷粉料中加入溶劑、粘結(jié)劑、分散劑、塑性劑以及除泡劑等制備出穩(wěn)定均一的漿料，通過流延機成型得到一定厚度的流延生料帶，生料帶經(jīng)過干燥燒結(jié)后得到所需的陶瓷基片。
3、然而，現(xiàn)有的氧化鋁陶瓷基片具有抗彎強度低、抗電擊穿強度低的缺點，使用過程易損壞，嚴(yán)重降低了氧化鋁陶瓷基片的使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了改善氧化鋁陶瓷基片機械強度低的問題，本申請?zhí)峁┮环N增強型氧化鋁陶瓷基片及其制備方法。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N增強型氧化鋁陶瓷基片，采用如下的技術(shù)方案：
3、一種增強型氧化鋁陶瓷基片，包括如下原料：改性氧化鋁、以改性氧化鋁重量為基礎(chǔ)計算按重量百分比加入，0.005-0.01％的氧化鎂、0.020-0.025％的三氧化二釔、65-70％溶劑、1.5-2.5％分散劑、4-6％增塑劑、5-7％粘結(jié)劑、0.7-0.9％表面活性劑。
4、通過采用上述技術(shù)方案，改性氧化鋁作為氧化鋁陶瓷基片具有優(yōu)異的
5、在制備氧化鋁陶瓷基片的漿料階段，溶劑用于溶解或分散粘結(jié)劑、分散劑、增塑劑，表面活性劑和改性氧化鋁，形成均勻穩(wěn)定的漿料，分散劑能夠有效防止改性氧化鋁在漿料中團(tuán)聚，確保顆粒均勻分散，確保在長時間內(nèi)漿料保持均勻狀態(tài)，形成均勻的微觀結(jié)構(gòu)和提高陶瓷基片的綜合性能。增塑劑能夠增加漿料的可塑性，使其在成型過程中更容易被塑形，減少裂紋和變形，提高成型的精度和一致性；另外，增塑劑能夠控制坯體在干燥過程中的收縮，減少因干燥不均勻?qū)е碌淖冃魏土鸭y，提高坯體的均勻性和致密度。
6、粘結(jié)劑在漿料中起到連接改性氧化鋁顆粒的作用，有助于提高漿料的穩(wěn)定性，確保在干燥和燒結(jié)過程中顆粒能夠保持緊密的結(jié)合，形成致密的陶瓷基片。表面活性劑能夠顯著降低漿料的表面張力，有助于改善漿料的流動性和分散性，確保氧化鋁顆粒在漿料中均勻分布。在漿料制備和成型過程中，表面活性劑能夠控制氣泡的形成，減少氣孔和缺陷，提高陶瓷基片的致密度和表面質(zhì)量。各種原料組分混合，得到的氧化鋁陶瓷基片具有較好的致密度、機械性能和熱穩(wěn)定性。
7、可選的，分散劑為聚丙烯酸、蓖麻油和聚丙烯酸鈉按照質(zhì)量比1:0.5-0.6:0.7-0.9混合制得。
8、通過采用上述技術(shù)方案，聚丙烯酸和聚丙烯酸鈉能夠吸附在氧化鋁顆粒表面，通過靜電斥力和空間位阻效應(yīng)，防止顆粒間的團(tuán)聚，確保氧化鋁顆粒在漿料中均勻分散；蓖麻油通過其分子結(jié)構(gòu)的特性，降低氧化鋁顆粒間的相互吸引力，防止氧化鋁顆粒在漿料中團(tuán)聚，確保顆粒均勻分散，同時具有良好的潤滑性能，可以減少顆粒間的摩擦，有助于提高漿料的流動性和成型性，同時在燒結(jié)過程中，其分解產(chǎn)物可以起到一定的潤滑作用，減少坯體的收縮應(yīng)力，提高坯體的均勻性和致密度。
9、聚丙烯酸和聚丙烯酸鈉具有良好的增稠性能，蓖麻油具有良好的乳化性能，聚丙烯酸、蓖麻油和聚丙烯酸鈉混合后，可以形成穩(wěn)定的乳液，改善體系的分散性和乳化穩(wěn)定性。聚丙烯酸、蓖麻油和聚丙烯酸鈉配合，共同作用于顆粒表面，有效防止顆粒間的團(tuán)聚，確保顆粒在漿料中均勻分散，顯著提高漿料的分散效果。
10、可選的，所述增塑劑為丁基芐基鄰苯二甲酸酯、聚乙二醇和石蠟按照質(zhì)量比1:2-3:0.6-0.8混合制得。
11、通過采用上述技術(shù)方案，丁基芐基鄰苯二甲酸酯、聚乙二醇和石蠟分別能夠降低漿料的粘度，提高其可塑性，使?jié){料在成型過程中能夠更好地保持形狀，減少開裂和變形的風(fēng)險，提高陶瓷基片的尺寸精度和表面質(zhì)量；丁基芐基鄰苯二甲酸酯、聚乙二醇和石蠟混合形成穩(wěn)定的懸浮液，進(jìn)一步降低漿料粘度，改善漿料的流變性能，使其在成型過程中更易于流動和成型，同時減少氣泡的形成，提高陶瓷基片的致密度和均勻性。
12、可選的，所述粘合劑為改性羥基乙基纖維素、松油醇和環(huán)氧樹脂按照質(zhì)量比1:1.5-2:0.7-0.9混合制得。
13、通過采用上述技術(shù)方案，改性羥基乙基纖維素和松油醇能夠通過氫鍵和范德華力與氧化鋁顆粒表面的羥基相互作用，增強顆粒間的結(jié)合力，提高漿料的穩(wěn)定性，防止顆粒沉降；環(huán)氧樹脂在固化后形成連續(xù)的粘結(jié)相，將氧化鋁顆粒牢固地粘結(jié)在一起，提高陶瓷基片的機械強度和韌性。改性羥基乙基纖維素、松油醇和環(huán)氧樹脂均勻混合，形成穩(wěn)定的漿料，改善漿料的流變性能，提高漿料的穩(wěn)定性，防止顆粒在長時間靜置過程中發(fā)生沉降，保持漿料的均勻性和穩(wěn)定性。
14、可選的，所述改性氧化鋁的制備方法，包括如下步驟：將氧化鋁在300-350℃下煅燒3-4h，然后分散于二甲基亞砜溶液中，超聲30-35min，加入石墨烯和聚氨酯，在80-85℃下攪拌1-2h，干燥，研磨，得到改性氧化鋁。
15、通過采用上述技術(shù)方案，氧化鋁煅燒過程中，氧化鋁中的水分、有機物和其他揮發(fā)性雜質(zhì)會被去除，從而提高氧化鋁的純度，而且改變氧化鋁的粒度、比表面積和孔隙率，使其具有更好的流動性、壓實性、化學(xué)穩(wěn)定性，有助于后續(xù)制備增強型氧化鋁陶瓷基片。
16、二甲基亞砜具有良好的溶解性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠有效地分散石墨烯片層，避免其團(tuán)聚，石墨烯能夠負(fù)載在氧化鋁的表面，聚氨酯具有粘性，使得石墨烯穩(wěn)定的粘附在氧化鋁的表面，使得改性的氧化鋁具有較好的綜合性能。
17、石墨烯具有極高的強度和彈性模量，在氧化鋁陶瓷基片中提高基片的抗彎強度、斷裂韌性等機械性能，而且石墨烯的加入能夠有效分散應(yīng)力，抑制裂紋的擴展，從而增強陶瓷基片的抗裂性和耐磨性。
18、另外，石墨烯的加入可以促進(jìn)氧化鋁陶瓷基片的燒結(jié)過程，降低燒結(jié)溫度，縮短燒結(jié)時間，提高生產(chǎn)效率；石墨烯的致密結(jié)構(gòu)可以作為氧化鋁陶瓷基片的保護(hù)層，提高其在惡劣環(huán)境下的抗腐蝕性能，延長氧化鋁材料的使用壽命。
19、可選的，所述氧化鋁、石墨烯和聚氨酯的質(zhì)量比為1:0.03-0.05:0.1-0.2。
20、通過采用上述技術(shù)方案，進(jìn)一步限定氧化鋁、石墨烯和聚氨酯的質(zhì)量比在一定范圍內(nèi)，提高了改性氧化鋁的機械性能。石墨烯具有極高的強度和彈性模量，石墨烯負(fù)載在氧化鋁的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，包括如下原料：改性氧化鋁、以改性氧化鋁重量為基礎(chǔ)計算按重量百分比加入，0.005-0.01％的氧化鎂、0.020-0.025％的三氧化二釔、65-70％溶劑、1.5-2.5％分散劑、4-6％增塑劑、5-7％粘結(jié)劑、0.7-0.9％表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述分散劑為聚丙烯酸、蓖麻油和聚丙烯酸鈉按照質(zhì)量比1:0.5-0.6:0.7-0.9混合制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述增塑劑為丁基芐基鄰苯二甲酸酯、聚乙二醇和石蠟按照質(zhì)量比1:2-3:0.6-0.8混合制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述粘合劑為改性羥基乙基纖維素、松油醇和環(huán)氧樹脂按照質(zhì)量比1:1.5-2:0.7-0.9混合制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述改性氧化鋁的制備方法，包括如下步驟：將氧化鋁在300-350℃下煅燒3-4h，然后分散于二甲基亞砜溶液中，超聲30-
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述氧化鋁、石墨烯和聚氨酯的質(zhì)量比為1:0.03-0.05:0.1-0.2。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述改性羥基乙基纖維素的制備方法，包括如下步驟：將羥基乙基纖維素分散于去離子水中，在溫度60-65℃下攪拌8-12min，加入納米二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻，超聲脫氣，干燥，研磨，得到改性羥基乙基纖維素。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述羥基乙基纖維素、納米二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:0.4-0.6:0.2-0.3。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述球磨的轉(zhuǎn)速為300-400r/min，球磨時間為4-5h。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，包括如下原料：改性氧化鋁、以改性氧化鋁重量為基礎(chǔ)計算按重量百分比加入，0.005-0.01％的氧化鎂、0.020-0.025％的三氧化二釔、65-70％溶劑、1.5-2.5％分散劑、4-6％增塑劑、5-7％粘結(jié)劑、0.7-0.9％表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述分散劑為聚丙烯酸、蓖麻油和聚丙烯酸鈉按照質(zhì)量比1:0.5-0.6:0.7-0.9混合制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述增塑劑為丁基芐基鄰苯二甲酸酯、聚乙二醇和石蠟按照質(zhì)量比1:2-3:0.6-0.8混合制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述粘合劑為改性羥基乙基纖維素、松油醇和環(huán)氧樹脂按照質(zhì)量比1:1.5-2:0.7-0.9混合制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型氧化鋁陶瓷基片，其特征在于，所述改性氧化鋁的制備方法，包括如下步驟：將氧化鋁在300-350℃下煅燒3-4h，然后分散于二甲基亞砜...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱曉玢，
申請(專利權(quán))人：蘇州晶瓷超硬材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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