[发明专利]一种金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料及其制备方法

权利要求书

1.一种金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料，其特征在于，所述密封绝缘材料厚度方向上从上至下包括可加工性良好金属层(4)、高熔点金属层(3)、梯度中间层(2)、氮化物陶瓷层(1)、梯度中间层(2)、高熔点金属层(3)、可加工性良好金属层(4)；

所述梯度中间层(2)由高熔点金属粉末与氮化物陶瓷粉末烧结得到，并且梯度中间层(2)中高熔点金属含量呈梯度分布，从高熔点金属层(3)至氮化物陶瓷层(1)方向含量逐渐减少，质量分数由90～100％减小至0～10％。

2.根据权利要求1所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料，其特征在于，所述梯度中间层(2)由5～20层材料复合得到，各层材料厚度相同或不同，相邻两层材料之间高熔点金属粉末质量百分比相差5～20％。

3.根据权利要求2所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料，其特征在于，所述梯度中间层(2)中各层材料厚度分别为0.1～0.5mm。

4.根据权利要求1所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料，其特征在于，所述密封绝缘材料在可加工性良好金属层(4)和高熔点金属层(3)之间还有活性金属层，所述活性金属层为Ni或Ti，活性金属层厚度为30～100μm。

5.根据权利要求1所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料，其特征在于，所述密封绝缘材料为圆环形，外周直径为15～30mm，中间的圆形通孔直径为5～10mm。

6.根据权利要求1所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料，其特征在于，所述可加工性良好金属层(4)材质为4J33合金，4J29合金，不锈钢304中的一种，厚度为0.3～1mm；

所述高熔点金属层(3)材质为W，Mo，Cr中的一种，厚度为1～3mm；

所述氮化物陶瓷层(1)材质为AlN陶瓷，Si₃N₄陶瓷，BN陶瓷中的一种或多种复合，厚度为1～3mm。

7.一种权利要求1-6任一所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)配制梯度中间层(2)原料：以高熔点金属粉末与氮化物陶瓷粉末为原料配制若干份均匀的混合粉末，每一份质量相同或不同，每一份中高熔点金属粉末所占的质量百分比按需要设计，呈梯度变化；

2)制备金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料：将高熔点金属层(3)、梯度中间层(2)、氮化物陶瓷层(1)、梯度中间层(2)、高熔点金属层(3)的原料粉末依次堆叠至石墨模具中并压制成型，预压压力为5～10MPa，随后将石墨模具置于热压烧结装置中进行烧结成型，然后利用精密磨床设备将烧结后样品两端金属侧表面打磨至露出金属光泽后再次置于石墨模具中，两端分别放入可加工性良好金属，并根据需要分别在烧结后样品与可加工性良好金属之间放入活性金属箔，随后进行焊接工序，再次将焊接后样品表面打磨至露出金属光泽，得到金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料。

8.根据权利要求7所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述混合粉末份数为5～20份，相邻两份混合粉末之间高熔点金属粉末质量百分比相差5～20％；

步骤2)所述烧结成型工艺条件为：烧结气氛为氮气或氩气，压力30～50MPa，室温下以1～10℃/min的速率升温至1500～1750℃，保温1～2h。

9.一种权利要求1-6任一所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料在液态金属封装领域的应用。

10.一种权利要求1-6任一所述的金属/陶瓷/金属对称梯度结构密封绝缘材料的使用方法，其特征在于：将所述密封绝缘材料两端与金属材料进行焊接实现密封。