[发明专利]高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料，其特征在于：该复合材料的组分包括稀土氧化物、氮化铝、MgO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃，三者之间的质量百分比为（1~10）%：（10~60）%：（30~80）%。

2. 根据权利要求1所述的高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料，其特征在于所述MgO-Al₂O₃-SiO₂系统基础玻璃，其组分及其质量百分比为：SiO₂（45~60）%，MgO（10~20）%，Al₂O₃（5~25%），B₂O₃（1~10%），ZnO（1~10）%，P₂O₅（1~6）%。

3. 根据权利要求1所述的高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料，其特征在于所述复合材料的主晶相为α-堇青石和AlN。

4. 根据权利要求1所述的高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料，其特征在于所述稀土氧化物为La₂O₃或Y₂O₃，占复合材料质量百分比为1~10%；或La₂O₃与Y₂O₃共掺，占复合材料质量百分比为1~10%。

5. 根据权利要求1所述的高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料，其特征在于该复合材料在室温~600℃的条件下，具有2.0×10^-6/℃~3.5×10^-6/℃的热膨胀系数。

6. 根据权利要求1所述的高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料，其特征在于该复合材料具有10 W /(m·K)~15 W /(m·K)的热导率。

7. 一种高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料的制备方法，其特征在于采用包括以下步骤的方法：

（1）配料：

按微晶玻璃质量百分比为SiO₂45~60%、MgO10~20%、Al₂O₃5~25%、B₂O₃1~10%、ZnO1~10%和P₂O₅1~6%，配制MgO-Al₂O₃-SiO₂系统基础玻璃配合料；

（2）制备MgO-Al₂O₃-SiO₂系统基础玻璃粉末：

将配合料放入硅钼炉中以2～8℃/min的升温速率升温到1500℃~1600℃后保温2~5小时；将熔制好的玻璃液迅速取出，快速倒入冷水中水淬成玻璃颗粒，再将玻璃颗粒用高能球磨机球磨2~5h后过200~300目筛，得到所述玻璃粉末；

（3）稀土氧化物的掺杂：

将稀土氧化物与氮化铝粉末、玻璃粉末三者混合均匀，得到配合料，待用；或者，将稀土氧化物与玻璃粉末配合料研磨、混合均匀、熔制成玻璃液，然后将玻璃液水淬、烘干、球磨制成含稀土氧化物的玻璃粉，再将该玻璃粉末与氮化铝粉末混合均匀，得到配合料，待用；所述稀土氧化物为La₂O₃粉末或Y₂O₃粉末；

（4）制备高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料：

将待用的配合料置于热压烧结炉石墨模具中，在真空或氮气气氛中，将热压炉内模具压强增加到10~60MPa，烧结温度为800~1200℃，在热压炉内烧结0.5~3小时；随炉冷却后，得到高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料。