[发明专利]一种多层复合陶瓷盘及其制造方法

权利要求书

1.一种多层复合陶瓷盘的制备方法，其特征在于，采用模具进行加压烧结，模具为石墨热压模具，即石墨圆柱外桶内配有两个独立同轴的石墨圆柱体，下部的为石墨模具底托，上部的为石墨模具压盖；

多层复合陶瓷盘包括至少一个基础三明治结构，所述的一个基础三明治结构包括第一陶瓷层、第二陶瓷层以及位于第一陶瓷层和第二陶瓷层之间的金属电极层；制备方法具体包括以下步骤：

(1)用陶瓷粉体制备一个片状陶瓷素坯；把陶瓷素坯在低于烧结温度的预烧结温度下，进行预烧结，得到具有一定强度的预烧结陶瓷件；

(2)在预烧结陶瓷件的上表面上制备一金属电极层；

(3)将预烧结陶瓷件放入模具中石墨模具底托上，且覆有金属电极层的上表面朝上，在预烧结陶瓷件上表面提供一陶瓷前体层，沿着预烧结陶瓷件轴向方向在烧结温度下加压烧结成一体；其中，预烧结陶瓷件经加压烧结形成第二陶瓷层，陶瓷前体层经加压烧结形成第一陶瓷层，金属电极层位于所述第一陶瓷层和第二陶瓷层之间并与第一陶瓷层和第二陶瓷层形成一体化，即得到一个基础三明治结构；

步骤(3)所述陶瓷前体层为均匀分布的陶瓷粉体；步骤(1)所述预烧结陶瓷件的预烧结温度比步骤(3)烧结温度低100℃-400℃；步骤(3)所述的烧结温度为致密化烧结温度。

2.按照权利要求1所述的一种多层复合陶瓷盘的制备方法，其特征在于，所述复合陶瓷盘包括两个基础三明治结构，其中第二陶瓷层的下表面还成型有一个金属电极层和一个第一陶瓷层，共形成两个基础三明治结构五层复合陶瓷盘，五层结构依次为第一陶瓷层/金属电极层/第二陶瓷层/金属电极层/第一陶瓷层；其制备方法包括以下步骤：

(1)用陶瓷粉体制备一个片状陶瓷素坯；把陶瓷素坯在低于烧结温度的预烧结温度下，进行预烧结，得到具有一定强度的预烧结陶瓷件；

(2)在预烧结陶瓷件的上表面和下表面分别制备一金属电极层，得到带有双金属电极层的预烧结陶瓷件；

(3)将陶瓷前体层、带有双金属电极层的预烧结陶瓷件依次按照如下的上下层关系：陶瓷前体层/带有双金属电极层预烧结陶瓷件/陶瓷前体层同轴配备到模具中石墨模具底托上，然后沿着预烧结陶瓷件轴向方向在烧结温度下加压烧结成一体；其中，预烧结陶瓷件经加压烧结形成第二陶瓷层，陶瓷前体层经加压烧结形成第一陶瓷层；所述两个基础三明治结构五层复合陶瓷盘制备中的两个陶瓷前体层相同或不同，对应的第一陶瓷层材料相同或不同；

步骤(3)所述陶瓷前体层为均匀分布的陶瓷粉体；步骤(1)所述预烧结陶瓷件的预烧结温度比步骤(3)烧结温度低100℃-400℃；步骤(3)所述的烧结温度为致密化烧结温度。

3.按照权利要求1所述的一种多层复合陶瓷盘的制备方法，其特征在于，

步骤(1)所述预烧结陶瓷件，可耐水浸泡，并能够进行尺寸公差精度在0.03mm以内的车、铣、磨的精加工；步骤(1)所述片状陶瓷素坯的成型方法是等静压成型。

4.按照权利要求1所述的一种多层复合陶瓷盘的制备方法，其特征在于，

还包括在步骤(2)在预烧结陶瓷件的上表面上制备一金属电极层之前，对所述的预烧结陶瓷件进行精加工，使其平面度更好、厚度更均匀，将预烧结陶瓷件加工至平面度不大于0.03mm。

5.按照权利要求1所述的一种多层复合陶瓷盘的制备方法，其特征在于，

步骤(2)所述金属电极层通过丝网印刷工艺或者镀膜工艺成型到预烧结陶瓷件上；所述金属电极层的平面度不大于0.03mm。

6.按照权利要求1所述的一种多层复合陶瓷盘的制备方法，其特征在于，

步骤(1)陶瓷粉体和步骤(3)所述陶瓷前体层的材料成分均选自氧化物、非氧化物中的一种或几种，其中氧化物选自氧化铝、氧化锆、镁铝尖晶石中的一种或两种，非氧化物选自氮化铝、氮化硅、碳化硅中的一种或两种；烧结之后第二陶瓷层和第一陶瓷层对应的为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷中的一种或几种，其中氧化物陶瓷选自氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、镁铝尖晶石中的一种或两种，非氧化物陶瓷选自氮化铝、氮化硅、碳化硅中的一种或两种。