[发明专利]一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法

权利要求书

1.一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，常温流延成型

按体积百分比取陶瓷粉30%～50%，粘合剂5%～15%，蒸馏水35%～65%，上述各组分体积百分比之和为100%；将上述各组分充分混合后除气并筛分，得到陶瓷流延浆料，将所述陶瓷流延浆料流延成片式陶瓷生坯；

步骤2，丝网印刷

按体积百分比取金属粉30%～70%，添加剂30%～70%，上述各组分体积百分比之和为100%；将上述各组分充分混合后除气并筛分，得到丝网印刷用金属浆料，将丝网印刷用金属浆料通过丝网印刷机印制在所述步骤1得到的片式陶瓷生坯一侧的表面，印制的金属形状为网状或S形，厚度为50μm～300μm，25℃～70℃烘干后得到片式复合生坯；

步骤3，叠层与热合

将所述步骤2得到的片式复合生坯按照印制有金属形状的一面向上的顺序叠层，叠层数量为2层～5层，在最上层放置一层所述步骤1得到的片式陶瓷生坯，然后在真空环境中热合，使得各层片式复合生坯紧密结合，得到片式发热体材料坯体；

步骤4，低温流延成型和冷冻干燥

按体积百分比取陶瓷粉10%～40%，分散剂1%～5%，蒸馏水55%～89%，上述各组分体积百分比之和为100%，将取得的上述各组分充分混合，得到陶瓷冷冻干燥浆料；然后将所述步骤3得到的片式发热体材料坯体进行预冻，接着迅速将所述陶瓷冷冻干燥浆料在预冻后的片式发热体材料坯体两侧分别流延成型，环境湿度为75%～99%，流延厚度为400～1000μm，每次流延后进行定向冷冻，然后在1Pa～600Pa的环境中常温干燥，得到表面具有鳍片结构的复合发热体材料预制体；

步骤5，烧结

将所述步骤4得到的复合发热体材料预制体在温度为1300℃～1800℃、真空度为1×10^-4Pa～4×10^-1Pa的环境中烧结1h～4h，得到表面具有鳍片结构的复合发热体材料；

步骤6，耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备

按质量百分比取电磁辐射陶瓷前驱体10%～40%，蒸馏水60%～90%，上述各组分质量百分比之和为100%，将取得的上述各组分均匀混合后得到前驱体溶液，将所述步骤5得到的表面具有鳍片结构的复合发热体材料在所述前驱体溶液中浸渍3次～10次，每次浸渍后干燥，最后真空煅烧，获得具有表面电磁辐射热传导和鳍片结构的耐高温金属/陶瓷复合发热体材料。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中陶瓷粉为Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂中的任意一种；所述粘合剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述片式陶瓷生坯的厚度为400μm～1000μm。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中金属粉为W，Ni、不锈钢、NiCr合金、钼锰合金中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中添加剂为松香松节油、蓖麻油、松油醇、乙基纤维素溶液中的任意一种或任意几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中热合的温度为150℃～400℃、环境真空度为1Pa～6Pa、热合压强为10MPa～30MPa。

7.根据权利要求1所述的一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中陶瓷粉为Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂中的任意一种，并且与所述步骤1使用的陶瓷粉相同；所述分散剂为聚丙烯酸钠、多聚磷酸钠、柠檬酸钠中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中预冻的温度为-20℃～-50℃，时间1h～3h；定向冷冻的温度为-20℃～-50℃，时间1h～4h。