[发明专利]一种适用于丝网印刷的95%氧化铝陶瓷金属化浆料

说明书

技术领域

本发明公开一种适用于丝网印刷的95%氧化铝陶瓷金属化浆料，属于陶瓷金属化处理制造技术领域，尤其是应用于丝网印刷的陶瓷金属化材料。

背景技术

95%氧化铝陶瓷由于具有强度高、介电常数小、体积电阻率高、介质损耗小和耐热冲击强度大等性能特点，现广泛用作电真空器件材料。陶瓷部件本身是优良的绝缘材料，自身不具备可焊性，焊料通常也不能对其浸润，金属化是实现陶瓷与金属封接的一条有效途径。

金属化工艺多种多样，大体可以分为厚膜工艺与薄膜工艺。与薄膜工艺（以蒸镀、溅射、离子镀为主要方法）相比，厚膜工艺在实现陶瓷部件局部的金属化方面存在显著优势，因而在大规模工业生产中得以普遍采用。活化Mo-Mn金属化法是典型的厚膜工艺。研究认为Mo等难熔金属粉末与氧化铝陶瓷的热膨胀系数相近、烧结性能相似以及二者匹配性好等有关。

氧化铝陶瓷金属化所使用的原料及其配方是金属化的关键。在实际生产中，不同的厂家有不同的专用原料配方。由特定配方原料组成的膏剂或料浆可以有效地实现陶瓷特定部位的涂敷，通过干燥、烧结过程进而实现金属化的目的。膏剂或料浆的涂敷可以通过手工笔涂、机械涂、喷枪喷涂和丝网印刷等方式来完成。

陶瓷金属化机理实际是玻璃相的迁移，玻璃相的迁移也就是一种毛细流动，这种毛细流动的驱动力就是液态玻璃相对陶瓷本体与金属化层的表面张力差。而毛细引力P=2Tcosθ/r，其中，T为表面张力，θ为接触角，r为毛细管模型半径。其中配方原料成分一定的前提下，T和cosθ为定值，减小r可以有效提高毛细管引力，进而提高玻璃相在二者中的毛细引力差，有利于玻璃相向金属化层迁移而获得牢固的金属化层。

由此，申请人认为，通过控制减小金属化层毛细管模型半径可以更直接、有效地提高金属化层的质量。目前陶瓷金属化技术和专利配方原料成分大同小异，成分配比相对复杂，大多是通过引入改善玻璃相浸润性的SiO₂、MgO、ZrO₂和TiO₂粉末成分，Mn（或Mn的氧化物）和Al₂O₃粉末原料为基本成分，金属化过程中形成锰铝尖晶石相，起到提高金属化强度的作用。

本发明的目的是通过控制金属化层毛细管模型半径的方法，利于玻璃相向金属化层迁移而获得牢固的金属化层，简化原料配方，提供一种相对简单的金属化原料配方专用并普遍适用于不同生产厂家的95%氧化铝陶瓷表面金属化，满足其在电真空行业的使用要求。

而且，涂敷过程要求料浆中成分分布均匀，才能获得组织、厚度均匀的金属化层，否则极容易造成废品。固体颗粒在料浆液相中的分散性除了受颗粒间相互作用外，还受到颗粒与分散介质作用的影响。固体颗粒的分散性遵循极性相似相容原则，即分散颗粒表面与液相介质的极性相似时，颗粒的分散性好；反之，分散性就差。现有技术和专利资料中料浆液相成分为草酸乙二酯和硝棉或松油醇和乙基纤维素。而通过向料浆中添加一定比例的油酸，可以提高固体颗粒的分散性，降低沉降速度，提高涂敷效率、减少料浆膏剂浪费，降低金属化产品成本。

发明内容

本发明提供了一种性能稳定、适印性强、粘度适中、配方简单、效率高且成本低的95％氧化铝陶瓷金属化浆料，在陶瓷金属化丝网印刷过程中，具备造成印刷图案精度高、配方原料成分和厚度均匀、金属化浆料保质期长等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种陶瓷金属化浆料，其包括以下原料粉末（质量百分比）：Mo 粉42-63%，MnO粉13-20%，Al₂O₃粉13-21%，SiO₂粉9-14%、CaCO₃粉2-3%。

上述的陶瓷金属化浆料，还包括与原料粉末混合的粘结剂，其中原料粉末与粘结剂的配比为（1.8-2.2）：1，所述粘结剂中包含1-2%的油酸，浆料粘度为10-12Pa·s。

进一步，所述的陶瓷金属化浆料的粘结剂由以下组分组成且各组分的质量百分比：乙基纤维素3-5%、 松油醇93-95%、油酸1-2%。

进一步，所述的陶瓷金属化浆料Mo为气流粉碎Mo粉末，钼粉中团聚颗粒被打散，特征为Mo粉形貌为近球形粉末，粒径0.5-1.5mm范围内的颗粒占钼粉总量的85%－90%。 

金属化原料配方专用且普遍适用于不同生产厂家的95%氧化铝陶瓷表面金属化。

上述的陶瓷金属化浆料特别适宜陶瓷件丝网印刷的应用。