[发明专利]一种含有四方相氧化锆的外管壳材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型保险丝之外管壳，具体地说是一种薄壁保险丝外管壳。

背景技术

传统电子电路保护系统中的微型保险丝元件，其保险丝外管壳采用陶瓷材料，该材料的成份是95％的氧化铝陶瓷，采用干压或热压铸成型工艺，在1650-1700℃的温度、氧化气氛烧结完成。该陶瓷产品的缺点是：热稳定性低，其ΔT＜1400℃，且无法加工成厚度为0.3mm-0.6mm薄壁陶瓷管壳，不能满足某些特殊装备的需要。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种具有高热稳定性、高强度、管壁的厚度可薄至0.3mm的管状保险丝陶瓷外壳及其制备方法。

本发明是这样实现的：

本发明保险丝之管壳，系陶瓷材料制成，其配方组成为：含有氧化铝、超细纳米氧化锆和添加剂。

氧化铝，纯度为90％-99.9％的，重量份为70-95；

超细纳米氧化锆，纯度为99％-99.9％，重量份为5-30；

所说的添加剂，系氧化钇、氧化镁、氧化钙或氧化铈等化工原料，这四种添加剂的任何一种、两种或多种都可做为氧化锆的稳定剂。这四种添加剂的纯度均为95-99.9％、总重量份为1-3。

由于稳定剂钇、镁、钙或铈离子的半径与锆离子半径差异大，高温反应后成为四方固溶体，四方氧化锆具有很高的热稳定性，从而提高了陶瓷的热稳定性。烧结后的陶瓷材料晶相组份为：含70-95％的刚玉晶相和5-30％的锆晶相，所说的锆晶相，其中四方锆晶相占5-70％，气相0-5％，其余为单斜晶相。

本发明采用热流体注塑陶瓷成型工艺制成，即在配好的陶瓷原料超细粉体中，添加：上述总重量10-15％的工业石蜡作为热塑性材料，上述总重量0.1-0.5％的蜂蜡作为表面活性剂，上述总重量0.08-0.2％的分析纯油酸作为分散剂。90-110℃加热、混合成浆体，恒温状态下对浆体抽真空，使真空度达到-0.08MPa以下，提高热浆体的流动性，便可成型圆形或四方形的薄壁管状结构的生坯；该生坯在1560-1580℃的条件下，烧结20-24小时内。烧结后的陶瓷材料微观晶相中，含有一种70％-95％重量比的氧化铝和5％-30％重量比的氧化锆，其中5％-70％为四方相稳定相的氧化锆

本发明之保险丝外管壳，作为表面贴装用，是电子电路保护系统中的重要元件。其热震性：在ΔT≥1400℃时，不会发生开裂现象；机械强度达到320MPa，较传统外管壳提高了14％。其次，该产品在制造工艺上，采用“一模多穴”，实现了产品的批量生产能力；可以成型薄壁陶瓷管壳，壁厚为0.3mm-1.0mm。

具体实施方式

下面通过几个实施例对本发明做进一步说明

实施例1

该实施例之陶瓷材料的配方组成为：

氧化铝，纯度为90％-99.9％的，重量份为95；

超细纳米氧化锆，纯度为99％-99.9％，重量份为5；

添加剂氧化钇，纯度为95％，重量份为1氧化镁。

经配料、干球磨，将各种原材料混合均匀；添加上述总重量之10-15％的工业石蜡作为热塑性材料，添加上述总重量之0.1％的蜂蜡作为表面活性剂，添加上述总重量之0.2％的分析纯油酸作为分散剂。

采用热流体注塑工艺，即在配好的陶瓷原料超细粉体中，添加：上述总重量10％的工业石蜡作为热塑性材料，上述总重量0.5％的蜂蜡作为表面活性剂，上述总重量0.08％的分析纯油酸作为分散剂。90-110℃加热、混合成浆体，恒温状态下对浆体抽真空，使真空度达到-0.08MPa以下，提高热浆体的流动性，便可成型圆形或四方形的薄壁管状结构的生坯；该生坯在1560-1580℃的条件下，烧结20小时内。烧结后的陶瓷材料微观晶相中，含有一种70％-95％重量比的氧化铝和5％-30％重量比的氧化锆，其中5％-70％为四方相稳定相的氧化锆，可以成型壁厚仅为0.3mm-0.6mm的薄壁陶瓷管壳。

实施例2

该实施例之陶瓷材料的配方组成为：

氧化铝，纯度为99.9％的，重量份为70；

超细纳米氧化锆，纯度为99％％，重量份为30；

添加剂：氧化钇，纯度为99.9％，重量份为1；氧化镁：纯度为95.0％的氧化镁，重量份为1。

其制备工艺是：经配料、干球磨，将各种原材料混合均匀；添加15％的工业石蜡作为热塑性材料，添加微量的0.5％的蜂蜡作为表面活性剂，添加微量的0.2％的分析纯油酸作为分散剂；