[发明专利]氧化铝组合物，氧化铝模制品和氧化铝组合物的用途

说明书

本发明涉及一种氧化铝模制组合物、由此组合物制造的氧化铝模制品、由此氧化铝模制品得到的氧化铝陶瓷及制造此氧铝陶瓷的方法。

随着电子工业的最新发展，介电陶瓷已经并正在持续地扩展其在集成电路、混合集成电路基材、多层基材等方面的应用。应用最广泛的介电陶瓷是具有优良综合性能(如介电性能、机械性能和热性能)的氧化铝陶瓷。

例如，用作各种基材的氧化铝陶瓷板一般是通过将由薄带注浆法(tape casting)得到的，称作氧化铝坯片的氧化铝模制品进行烧结而制造的。薄带注浆法也称作刮片法，它包括将α-氧化铝在含有溶剂、增塑剂、粘合剂等的水或非水液体中形成的浆料(氧化铝组合物)由一个称作刮刀的刀刃处流布到载膜上，然后干燥此浆料就得到氧化铝坯片。对于薄带注浆法的细节请参考《陶瓷加工手册》P.122-123(日本)建筑工业出版社(1987)。

对于氧化铝陶瓷在上述应用方面重要的一点是在烧结过程中要有高度的尺寸稳定性，如各向异性收缩低和耐翘曲性，还要具有高密度、高机械强度、表面光洁性和除去粘合剂的性能等。然而，普通的α-氧化铝颗粒度分布宽、初级粒子形状不规则、难以提供均一的氧化铝模塑件。要通过上述的薄带注浆法由这样的α-氧化铝得到无各向异性收缩和不易翘曲而具有极好尺寸精确度的氧化铝一直是很难的。因此需要减少在烧结过程中的各向异性收缩和翘曲，并改善尺寸精度。

其它的氧化铝陶瓷产品包括物理化学实验室用或工业用容器(如坩埚)、保护导管、导向圈和生物陶瓷。这些制品是将通过浆料浇铸(也称铸浆法)得到的氧化铝模制品进行烧结而制得的，铸浆法包括在一个具有吸水性能的铸浆模(如石膏模)中浇铸氧化铝组合物(一种α-氧化铝在分散介质中的分散系)，把此组合物固定为所需的形状和厚度，然后进行干燥。最新的铸浆技术能用比较简单的设备制造出形状复杂、尺寸庞大的陶瓷制品，并实现了自动化，因此很引人注目。

但是，如上所述，普通的α-氧化铝不能提供均一的氧化铝模制品，铸浆法也在制造能符合要求(即有极好尺寸精确性)的氧化铝陶瓷时遇到困难。

因此，人们一直需要在烧结时减少翘曲和各向异性收缩，并改善氧化铝陶瓷的尺寸精确性。

本发明的目的是提供一种氧化铝组合物，在烧结时它能提供不发生翘曲、具有高度尺寸精确性以及其它重要性能的氧化铝陶瓷。

本发明的第二个目的是提供一种由这种氧化铝组合物得到的氧化铝模制品。

本发明的第三个目的是提供一种由氧化铝模制品得到的氧化铝陶瓷。

本发明的第四个目的是提供由模制品制造氧化铝陶瓷的方法。

由如下的叙述将明显看出本发明的这些目的和其它目的及本发明的效果。

作为对氧化铝陶瓷进行广泛研究的结果，本发明的发明人发现，通过包括特定α-氧化铝的氧化铝组合物实现了本发明的上述目的。

本发明涉及到由具有如下性能的α-氧化铝粒子组成的氧化铝组合物：其最短直径与最长直径之比为0.3～1；由从较短直径一侧起算的累积分布比D₉₀/D₁₀(这里D₁₀和D₉₀分别表示累积量为10％处的直径和累积量为90％处的直径)表示的粒度分布数不超过5。

本发明进一步涉及一种由其有如下性能的α-氧化铝粒子组成的氧化铝组合物：粒子具有多面体的形状；其D/H比为0.5～3.0(这里D表示与α-氧化铝的密堆集六方晶格的六方晶格平面相平行的最大粒子直径，H表示与此晶格平面相垂直的粒子直径)；粒度分布数不超过5(以D₉₀/D₁₀比表示，其中D₁₀和D₉₀定义如上)。

本发明进一步还涉及由上述每种氧化铝组合物所制造的氧化铝模制品和氧化铝陶瓷，也涉及制造该氧化铝陶瓷的方法。

图1是表示在合成实例1中得到的α-氧化铝粉末的粒子结构的扫描电子显微镜(SEM)照片，放大4300倍。

图2是在合成实例1中得到的α-氧化铝的粒度分布。

图3是表示在实例1-(2)中得到的氧化铝坯片表面上α-氧化铝粉末粒子结构的SEM照片，放大8500倍。

图4是在实例1-(2)中得到的氧化铝坯片表面上的α-氧化铝粉末的粒度分布。

图5是在对照实例1中得到的氧化铝坯片表面上α-氧化铝粉末粒子结构的SEM照片，放大17000倍。