[发明专利]一种高抗折强度氧化铍陶瓷的制备方法

说明书

本发明涉及一种高抗折强度氧化铍陶瓷的制备方法，包括以下步骤：（1）以99BeO为原料，添加0.3‑0.5wt%氧化镁和0.5‑1%的烧结助剂，添加去离子水，球磨20‑24h，烘干；（2）将烘干后的原料添加10‑20%的粘结剂，高压成型，得陶瓷坯料；（3）对成型后的陶瓷坯料在空气中烧结进行烧结，得高抗折强度氧化铍陶瓷；所述的烧结助剂，按照重量份计，包括30‑40份生滑石、50‑60份长石、1份氧化铈、3‑5份白炭黑、1‑3份钛白粉。本发明通过添加烧结助剂，烧结助剂采用生滑石、长石、氧化铈、白炭黑和钛白粉，并且其进行除杂和烧结处理，使得得到的烧结助剂具有优良的性能，能够有效的降低氧化铍陶瓷的烧结温度，提高热导率和机械性能。

技术领域

本发明涉及一种高抗折强度氧化铍陶瓷的制备方法，属于无机陶瓷材料领域。

背景技术

BeO陶瓷由于具有高导热、高熔点、高强度、高绝缘性、高的化学性和热稳定性、低介电常数、低介质损耗及良好的工艺适应性等特点，广泛应用于微电子器件、功率模块大功率电阻基板、电力电子管壳等产品中，在电子信息装备中也多有应用。但氧化被陶瓷晶粒尺寸的不均匀和致密度较难提高，影响到BeO陶瓷材料的热学性能和力学性能，致使它的使用寿命和更广泛的应用受到制约。氧化被陶瓷的热导率、介电常数、介质损耗等关键参数的优劣与氧化被陶瓷的纯度、密度紧密相关。一般而言，纯度越高，氧化被陶瓷的性能越好，但是高纯的氧化被陶瓷很难烧结，烧结温度非常高，一般要在其配方中添加少量的掺杂剂来降低其烧成温度，改善其烧结性能。目前被用作掺杂剂以降低氧化被陶瓷的烧结温度的材料主要有氧化铝、氧化镁和二氧化硅等。但多数含有掺杂剂的氧化镀陶瓷材料都是采用一元或二元的掺杂剂，即只含氧化铝、氧化镁和二氧化硅中的一种或两种掺杂剂，这种一元或二元的掺杂剂掺杂的氧化被陶瓷材料的烧结温度高、陶瓷材料热导率也不理想，室温热导率通常在240W/m·k以下。授权公告号CN101182189B，发明名称：多元掺杂的高性能氧化被陶瓷材料及制备方法，多元掺杂的高性能氧化被陶瓷材料，除氧化镀外，还包括0.2-6％质量的多元掺杂剂；所述多元掺杂剂由MgO、A1₂O₃、SiO₂、CaO.ZnO和稀土氧化物组成，通过溶胶一凝胶法制备多元掺杂剂，然后与高纯氧化镀原料混合、成型、高温烧结后得到本发明的多元掺杂的高性能氧化被陶瓷材料。该发明提供的多元掺杂的高性能氧化镀陶瓷材料具有较低的烧结温度、更高的密度、热导率和机械性能；其微观结构具有致密、晶粒均匀、气孔少的特点。其制备方法工艺简单、生产成本较低，且具有良好的重复性，适合于工业化生产。该发明存在制备方法复杂，导致其成本高。

发明内容

本发明提供了一种高抗折强度氧化铍陶瓷的制备方法，解决了现有氧化铍陶瓷制备方法复杂、制备的陶瓷强度和热导率不是很好等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高抗折强度氧化铍陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)以99BeO为原料，添加0.3-0.5wt％氧化镁和0.5-1％的烧结助剂，添加去离子水，球磨20-24h，烘干；

(2)将烘干后的原料添加10-20％的粘结剂，高压成型，得陶瓷坯料；

(3)对成型后的陶瓷坯料在空气中烧结进行烧结，得高抗折强度氧化铍陶瓷；所述的烧结助剂，按照重量份计，包括30-40份生滑石、50-60份长石、1份氧化铈、3-5份白炭黑、1-3份钛白粉。

进一步，本发明的一种优选方案：所述的高压成型的压力为20-30MPa。

进一步，本发明的一种优选方案：所述的粘结剂为羧甲基纤维素。

进一步，本发明的一种优选方案：所述的烧结具体为：以1℃/min的速率缓慢升温至230℃，保温2小时，然后以2℃/min，升温至500℃，保温2小时，5℃/min升至1650℃保温4小时烧结，然后随炉冷却。