[发明专利]氧化铝/石墨复合陶瓷材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种氧化铝/石墨复合材料及其制备方法，属于新型复合材料领域。

【背景技术】

迄今为止，关于将碳元素复合于结构材料中的研究已经经历了多年的各种尝试，算是材料学科中比较受关注的领域，电子产品领域同样也在不断追求更多新性能、优质效果的材料来提升产品的品质，在新型的固体光源方面一直存在的散热问题也需要一种新型材料来实现良好散热效果，一种新型的高导热陶瓷材料收到了人们的重视，采用性能优异的高导热陶瓷采用性能优异的高导热陶瓷作为各种产品工作部件的工作介面，可快速将工作部件产生的热量传递出去，从而保证了工作部件的使用性能。目前，导热性能优良的陶瓷材料集中为氧化铍(BeO)、氮化铝(AlN)、及碳化硅(SiC)三种材料。这三种陶瓷材料导热系数很高，但氧化铍剧毒，氮化铝价格高昂，碳化硅为电的良导体，因此，三者的应用受限制。为提高普通陶瓷材料的传热能力，将一种导热性能优良的材料，如石墨，添加到陶瓷材料之中，明显提高陶瓷材料的导热能力，以利于其推广应用。

【发明内容】

本发明为解决上述问题而提供了一种导热性能优良的氧化铝/石墨复合陶瓷材料，将导热率较高的石墨糅合到氧化铝陶瓷材料中，提高了氧化铝陶瓷的导热系数。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种氧化铝/石墨复合陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，包括石墨粉的制备、氧化铝陶瓷料的制备、复合粉料的制备、氧化铝/石墨复合陶瓷材料烧结四个步骤，其中每个步骤的具体方式如下：

(1)、石墨粉的制备：将500目的石墨和质量为石墨质量的0.1～1‰的分散剂混合之后，加入质量为石墨质量的1-3倍的水中，进行球磨；球磨时间为10～20小时，球磨结束后将石墨粉料烘干待用；

(2)氧化铝陶瓷料的制备：将氧化铝粉、滑石粉、硅灰石粉、碳酸钡粉按质量比100∶10～20∶10～20∶1～5称量球磨混合待用，同时还混合加入质量为氧化铝粉质量的0.5-1.8％的聚乙烯醇；

(3)复合粉料的制备：将所述氧化铝陶瓷料与石墨粉以100∶5～100∶15的质量比混合后，进行球磨，球磨时间为10～20小时；球磨结束后将复合粉料烘干待用；

(4)氧化铝/石墨复合陶瓷材料的烧结：将上述所制得的复合粉料经压制成型后，置于保护惰性气氛环境下以1400～1700℃高温烧结2～3小时，即可得到氧化铝/石墨复合材料。

所述分散剂为十二胺基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化胺、十六烷基苯磺酸钠。

本发明的有益效果是：将石墨复合到陶瓷材料中，明显提高陶瓷材料的导热能力，而且该方法简单易操作，制作成本低廉，具有良好的市场前景。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，开不用于限定本发明。

实施例1：

一种氧化铝/石墨复合陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，包括石墨粉的制备、氧化铝陶瓷料的制备、复合粉料的制备、氧化铝/石墨复合陶瓷材料烧结四个步骤，其中每个步骤的具体方式如下：

(1)、石墨粉的制备：将500目的石墨和质量为石墨质量的1‰的分散剂混合之后，加入质量为石墨质量的3倍的水中，进行球磨；球磨时间为10～20小时，球磨结束后将石墨粉料烘干待用；

(2)氧化铝陶瓷料的制备：将氧化铝粉、滑石粉、硅灰石粉、碳酸钡粉按质量比100∶15∶20∶3称量混合待用，同时还混合加入质量为氧化铝粉质量的1.5％的聚乙烯醇；

(3)复合粉料的制备：将所述氧化铝陶瓷料与石墨粉以100∶15的质量比混合后，进行球磨，球磨时间为10～20小时；球磨结束后将复合粉料烘干待用；

(4)氧化铝/石墨复合陶瓷材料的烧结：将上述所制得的复合粉料经压制成型后，置于保护惰性气氛环境下以1400～1700℃高温烧结2～3小时，即可得到氧化铝/石墨复合材料。

所述分散剂为十二胺基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化胺、十六烷基苯磺酸钠。

实施例2：

一种氧化铝/石墨复合陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，包括石墨粉的制备、氧化铝陶瓷料的制备、复合粉料的制备、氧化铝/石墨复合陶瓷材料烧结四个步骤，其中每个步骤的具体方式如下：

(1)、石墨粉的制备：将500目的石墨和质量为石墨质量的0.1‰的分散剂混合之后，加入质量为石墨质量的1倍的水中，进行球磨；球磨时间为10～20小时，球磨结束后将石墨粉料烘干待用；