[发明专利]一种镁橄榄石陶瓷材料、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种特种陶瓷材料及制备方法，尤其涉及一种具有高热导率的镁橄榄石陶瓷材料及其制作方法。

背景技术

陶瓷材料作为LED灯具散热外壳是这两年兴起的一种散热材料，目前市场上作为LED灯具外壳的陶瓷主要为氧化铝陶瓷和滑石瓷，陶瓷材料可以有效解决LED的散热问题和绝缘问题。

氧化铝陶瓷材料密度高，原料昂贵，烧成温度为1600度以上，烧成周期长，不能批量生产，虽然热导率高，但是制造成本太高，产品太重。

滑石瓷热导率低，虽然制作成本低，能批量生产，但是热导率太低，散热欠佳，只能制作低功率的LED灯具。

发明内容

本发明的目的在于克服现有氧化铝陶瓷高成本，低产能，滑石瓷的低热导率,辐射系数低的缺点，而提供一种高热导率，高辐射系数，低成本，能批量生产的镁橄榄石陶瓷材料及制作工艺，本发明采用镁橄榄石和滑石粉等原料经过加工处理，再通过热压或干压成型工艺，在高温烧制后制备成高热导率，高散热，低成本的特种陶瓷材料，适用于高功率和低功率的LED灯具，包括灯头，LED支架，基板或COB基板，广泛应用于商业照明，室内照明等领域。

本发明解决本发明的具体技术方案如下：

一种镁橄榄石陶瓷材料，所述镁橄榄石陶瓷坯体的配方以重量组份计算为：镁橄榄石粉65-80、滑石粉10-20、烧结助剂1-3、有机添加剂12-18、表面活性剂0.3-0.8，所述滑石粉为生滑石或烧滑石粉。

所述烧结助剂为石英或碳酸钙或碳酸钡或长石粉。

所述有机添加剂为石蜡或蜂蜡或硬脂酸。

所述表面活性剂为油酸。

制造所述镁橄榄石陶瓷的方法包括原材料制作工艺步骤、成型工艺步骤和烧成工艺步骤：

一、原料制作工艺步骤：

第一步，按重量组份计算为：镁橄榄石粉65-80 滑石粉10-20烧结助剂1-3，组份配后在球磨机中球磨8-12小时，待细度D50=2-6微米后，将球磨好的混合粉进高温窑煅烧1280度-1350度得出预烧烧块。

第二步，干粉球磨：将上述第一步制成的预制烧块再次入球磨机球磨15-24小时，待细度达到D50=1-4微米后将粉料放出球磨机，过80目筛制备出所需的粉体。

第三步，将第二步所制备出的粉料按总量的重量百分比计算，组分中有机添加剂12-18表面活性剂0.3-0.8在搅拌机中搅拌1-3小时制备出所需要的蜡饼原料

二、成型工艺步骤：

先将制备好的蜡饼原料放入搅拌机中，搅拌1-3小时后再将蜡浆倒入成型机或自动成型机内进行压制，料缸温度为50-80度，出料口温度为60-80度，保压时间为3-5秒，然后脱模制成即所需形状的坯体

三、烧成工艺步骤：

第一步，将成型好的坯体放入指定的匣钵内，再在匣钵内倒入80-160目的氧化铝生粉，使其氧化铝粉完全包裹产品。

第二步，排胶工序：将装好产品的匣钵放入中温窑内，最高烧成温度为900-1100度，烧成周期为5-7天。

第三步，完成排胶后，将产品表面的氧化铝粉清干净后放入指定的承烧板上，再连承烧板一起进入高温窑烧成，烧成温度为：1310-1360度，烧成周期为10-15小时。

与现有陶瓷制造技术(氧化铝和滑石瓷)相比，本发明具有如下显著效果：热导率高，散热效果好，制作成本低，生产周期短，能批量生产，质量轻，适用于高功率和低功率的LED灯具外壳。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1：

镁橄榄石陶瓷坯体的重量组份为：镁橄榄石粉75、滑石粉(烧滑石粉) 9、烧结助剂(石英粉) 2、有机添加剂(石蜡) 13.5、表面活性剂(油酸) 0.5。上述镁橄榄石陶瓷材料的制造方法：

一、原料制作工艺步骤：

第一步，将重量组份计算为：镁橄榄石粉75、滑石粉(烧滑石粉)9、烧结助剂(石英粉)2，在球磨机中球磨12小时，待细度D50=5.5微米后，将球磨好的混合粉进高温窑煅烧1320度得出预烧烧块。

第二步，干粉球磨：将上述第一步制成的烧块再次入球磨机球磨24小时，待细度达到D50=2.8微米后将粉料放出球磨机，过80目筛余制备出所需的粉体。

第三步，将第二步所制备出的粉料按总量的重量百分比计算，组分中有机添加剂(石蜡)13.5  表面活性剂(油酸)0.5在快速搅拌机中搅拌2小时制备出所需要的蜡饼原料。

二、成型工艺步骤：