[发明专利]一种高纯氧化铝陶瓷基板的制备方法

说明书

本发明提供一种高纯氧化铝陶瓷基板的制备方法，包括：S1、将重量份数为99‑99.5份的高纯氧化铝粉、0.5‑1份的烧结助剂放入球磨机，以水为溶剂，加水溶性分散剂，研磨混合得料浆；S2、料浆真空除泡后装入料浆桶，加催化剂和引发剂，搅拌均匀，接气源，开启气源对料浆施加压力控制料浆通过连通管自模具底部注浆口注入模具，使料浆在模具内自下而上流动至注满模具，固化脱模得坯体；S3、烘干坯体后软化，切坯片，干燥；S4、烧结坯片，抚平得基板。本发明的基板烧结温度低、烧结范围宽、烧结收缩性可控。本发明用气源对料浆施加压力，使料浆由模具底部自下而上注入模具，避免了料浆中比重高的物料沉积到模具底部引起坯体密度差大、成型缺陷大的问题。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，具体而言，涉及一种高纯氧化铝陶瓷基板的制备方法、一种用于高纯氧化铝陶瓷基板的制备方法的成型装置以及一种高纯氧化铝陶瓷基板。

背景技术

氧化铝陶瓷作为基础陶瓷材料，因具有优良的力学性能、电性能、化学稳定性等特点，被广泛应用于机械、通讯、半导体、食品、化工和航空航天等技术领域。目前，氧化铝陶瓷主要分为普通氧化铝陶瓷和高纯氧化铝陶瓷两种。

就目前的高纯氧化铝陶瓷而言，其存在生产合格率低、尺寸精度可控性差等缺陷。尤其是注凝工艺制备的高纯氧化铝陶瓷基板，其要求的精度在陶瓷生产过程中很难有效控制，尺寸精度只能依靠后期加工来实现，难以实现批量生产。目前，在高纯氧化铝陶瓷行业内，高纯氧化铝陶瓷基板的合格率不到30％，这主要是由于：(1)陶瓷成型缺陷，例如，高纯氧化铝陶瓷在成型时陶瓷料浆中比重高的物料沉积到模具底部，固化成型后得到的坯体靠近模具底部的部分密度大，靠近模具顶部的部分密度小，坯体整体的密度差大，造成最终制得的陶瓷基板的密度差大，密度不均一，陶瓷基板存在严重的产品缺陷，需要利用多种模具经过繁琐的后期加工才能在一定程度上减小缺陷的存在，成本高，而且后期加工也只能在一定程度上减小缺陷的存在，无法完全消除缺陷，尤其是在用户需求的陶瓷基板的厚度较小时(例如0.5mm)，由于陶瓷基板的厚度过小，根本无法进行后期加工，因此，传统的陶瓷注凝工艺无法制备厚度较小的陶瓷基板；(2)烧结工序可控性、烧结收缩性可控性差：高纯氧化铝陶瓷基板的尺寸只有在10～20℃的烧结温区内才不发生变化，烧结温区很窄，烧结温度的波动对高纯氧化铝陶瓷基板尺寸收缩、变形有极大的影响，在烧结过程中很难控制，导致烧结后的产品尺寸收缩、变形严重，直接制约了高纯氧化铝陶瓷基板的产业化进程。因此，如何消除高纯氧化铝陶瓷基板的成型缺陷、烧结工序可控性差、烧结收缩性可控性差等问题成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种高纯氧化铝陶瓷基板的制备方法、一种用于高纯氧化铝陶瓷基板的制备方法的成型装置以及一种高纯氧化铝陶瓷基板，以解决现有技术高纯氧化铝陶瓷基板的成型缺陷大、烧结工序可控性差、烧结收缩性可控性差等问题。

一方面，本发明提供了一种高纯氧化铝陶瓷基板的制备方法，包括如下步骤：S1、料浆配制：将重量份数为99-99.5份的高纯氧化铝粉、重量份数为0.5-1份的烧结助剂放入球磨机中，以水为溶剂，加入水溶性分散剂，研磨混合，得到陶瓷料浆；S2、成型：将所述陶瓷料浆真空除泡后装入料浆桶，加入催化剂和引发剂，搅拌均匀，将所述料浆桶接入气源，开启气源对所述料浆桶中的陶瓷料浆施加压力以控制所述料浆桶中的陶瓷料浆通过连通所述料浆桶和模具底部的注浆口的连通管自模具底部的注浆口注入模具内，以使陶瓷料浆在模具内自下而上流动直至陶瓷料浆注满模具，固化后脱模，得到陶瓷坯体；S3、切片：烘干所述陶瓷坯体，将烘干后的陶瓷坯体软化，切制成坯片，自然干燥；S4、烧结：将S3步骤处理后的坯片烧结，抚平，得到陶瓷基板。

在本发明的一些实施方式中，在S2步骤中，开启气源对所述料浆桶中的陶瓷料浆施加压力以控制所述料浆桶中的陶瓷料浆通过连通所述料浆桶和模具底部的注浆口的连通管自模具底部的注浆口注入模具内时的注入速度为340-580ml/min。