[发明专利]一种长径比大的电子陶瓷制备方法

说明书

本发明公开了一种长径比大的电子陶瓷制备方法，很好的解决了干压铸法长径比大的电子陶瓷变形的问题，碳纳米管和聚乙烯醇相互作用，对电子陶瓷素坯起支撑和粘接作用，碳纳米管和聚乙烯醇的不同物理化学特性，在脱聚乙烯醇时，碳纳米管起很好的支撑作用，同时又是良好的气体排出通道，随着温度升高，碳纳米管发生反应生成二氧化碳，对电子陶瓷烧结没有副作用，素坯制作过程中，加超声波，对素坯有压实作用，同时调整碳纳米管在电场和磁场的角度，与电子陶瓷最大长度方向平行，加大了素坯的结构强度，本发明简单易操作，能工业化大生产，具有很大的经济价值。

技术领域

本发明涉及陶瓷制作技术领域，具体为一种长径比大的电子陶瓷制备方法。

背景技术

目前，电子陶瓷多采用干压铸法压铸陶瓷素坯，干压铸法有多诸多优点，所制备的素坯表面平整度高，更为精密，但干压铸法制作长径比大的电子陶瓷时，容易变形，对于精密的电子陶瓷器件，对变形度要求比较高，很多生产厂家待产品烧结好后，检测变形超标的产品就直接报废了，大大影响了生产成品率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长径比大的电子陶瓷制备方法，包括碳纳米管分散步骤、原料混合步骤、压铸素坯步骤、真空低温干燥步骤和烧结步骤：

所述碳纳米管分散步骤，是将按重量比份碳纳米管1-2份、去离子水50-60份与分散剂TNWDIS 0.2-0.5份充分混合得到混合液，将所述混合液采用超声波细胞粉碎机进行超声，所用超声变幅杆为Φ6，超声时间为25-30min；超声结束后，得到分散液，将所述分散液离心沉降，去除未分散开的团聚粒子，离心速率为2000r/min，离心时间为25-30min，将上层液体过300目滤布，得到碳纳米管分散液；

所述原料混合步骤，是将按重量比份电子陶瓷坯料80-100份、聚乙烯醇5-10份与碳纳米管分散液20-30份充分搅拌混合，得到坯液，将所述坯液置于真空环境中，用转速120r/min搅拌机搅拌10-20min，将所述坯液中的气泡排除；

所述压铸素坯步骤，是将所述坯液通过加料口高压注入模具中得到素坯，将所述素坯长度最长方向相对应的模具两端分别接入直流电的正极与负极，所述正极与负极直接与素坯相接触形成电路，沿电场方向设置匀磁场，磁场方向与素坯电流方向平行；由于碳纳米管有良好的导电性能，在通电后，素坯两端形成电压，碳纳米管在电场的作用下，相互接连传替电子因而形成通路，同时，设置与电场方向平行的匀磁场，碳纳米管在超声作用下调整方向，沿电场方向平行。

所述真空低温干燥步骤，是将所述注料素坯模具置入真空系统中，用真空泵不断抽取控制真空系统-0.05一-0.08MPa，通过红外控制温度在40-50℃，保温5-10小时得到干燥的素坯；在低压环境中，水的沸点降低，而聚乙烯醇影响不大，随着水份的流失，在聚乙烯醇和碳纳米管的作用，电子陶瓷颗粒很好的附着粘接。

所述烧结步骤，是将干燥的素坯置入低温炉中，以每小时100℃升温，升至500℃，保温1-2小时进行脱聚乙烯醇；将脱聚乙烯醇后素坯转入高温炉中，以每小时200℃升温，升至1600-1700℃，保温15-18小时，待自然冷却。温度在500℃时，聚乙烯醇挥发和碳化，而碳纳米管不爱影响，因而碳纳米管能很好的起支撑用；对于长径比较大的电子陶瓷器件来说，干压铸法制作的素坯没有添加碳纳米管时，在脱聚乙烯醇时，随着粘接力的减少，电子陶瓷颗粒在重力的作用下，会慢慢变形，故而产品有“收腰”产生。碳纳米管碳化温度在600-800℃以上，因此，在脱聚乙烯醇时，碳纳米管能起很好的支撑作用，同时又提供很好的气体分子的通道，减少因加热产生的气体未能及时排出造成内部压强过大，形成鼓胀或破裂。当温度达到900℃以上时，碳纳米管燃烧产生二氧化碳，通过自身的管道排出，对坯体不产生任何影响。

作为上述技术方案的进一步改进：