一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材料及其制備方法
【專利說明】 一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材
料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及碳化硅陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子元器件功率和密度的增大，致使單位體積發(fā)熱量也隨之增加，對(duì)電路基板的綜合性能要求越來越高，其中陶瓷基板具備良好的綜合性能，在絕緣性、導(dǎo)熱性以及熱膨脹性、化學(xué)穩(wěn)定性等方面表現(xiàn)突出，逐漸被廣泛的應(yīng)用于基板材料中，其中沿用較久的主要是以氧化鋁、氧化鈹作為基板原料，然而氧化鋁陶瓷片存在熱導(dǎo)率低、熱膨脹系數(shù)與Si不相匹配等缺點(diǎn)，氧化鈹陶瓷雖然綜合性能較為優(yōu)良，但是其生產(chǎn)成本較高、有毒，氮化鋁陶瓷雖然綜合性能較為優(yōu)良，但生產(chǎn)成本較高，應(yīng)用也受到限制，反之以碳化硅作為基板材料在使用性能上則具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。
[0003]雖然碳化硅陶瓷基板的應(yīng)用前景廣闊，然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在燒結(jié)致密度低、原料利用率低、絕緣性有待提高等等問題，制約著這類材料的大規(guī)模使用，急需從原料配制及生產(chǎn)工藝上做進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材料，該材料由以下重量份的原料制成:碳化硅60-70、納米埃洛石粉4-6、納米氧化鋁10-12、納米碳化鉻1_2、三氧化二釹0.2-0.3、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1-2、甘油8_10、乙二醇5_6、聚乙二醇0.5_1、納米陶瓷粉透明液體10_12、去尚子水50-60。
[0006]所述的一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材料的制備方法為:
(1)先將碳化硅球磨分散12-15h，隨后加入納米氧化鋁、納米埃洛石粉、納米碳化鉻、硅烷偶聯(lián)劑kh550繼續(xù)混合球磨分散2-3h后，加入其它剩余物料，密閉混合球磨分散4-5h，將所得楽■料完全干燥后過200-300目篩；
(2)將上述過篩粉體投入模具中壓制成型，所得坯體在400-500°C下進(jìn)行排膠處理，處理結(jié)束后將還體送入真空電阻爐中，其中氮?dú)夂蜌錃獾牧髁勘葹?:0.5-0.6，并在氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w氛圍下以1280-1350°C的溫度保溫?zé)Y(jié)4-5h，燒結(jié)結(jié)束后自然冷卻至室溫，即得所述復(fù)合陶瓷基板材料。
[0007]本發(fā)明制備的碳化硅基陶瓷基板以微米級(jí)的碳化硅粉體與納米量級(jí)的氧化鋁、納米埃洛石粉、納米碳化鉻復(fù)合使用，制得的基體材料具備高的強(qiáng)度和抗腐蝕耐磨損性能，坯體的燒結(jié)溫度更低，而含有納米陶瓷粉透明液體的聚乙二醇復(fù)合溶劑對(duì)粉體間的浸潤(rùn)性和粘結(jié)能力強(qiáng)，可使得各物料間均勻分散粘結(jié)，達(dá)到有效的增熔、補(bǔ)強(qiáng)功效，形成致密的坯體，坯體在相對(duì)較低的燒結(jié)溫度下即可得到高致密度、高強(qiáng)度的復(fù)合陶瓷基板，具備良好的導(dǎo)熱性能，經(jīng)久耐用，安全環(huán)保，應(yīng)用潛力巨大。
【具體實(shí)施方式】
[0008]該陶瓷材料由以下重量份的原料制成:碳化硅60、納米埃洛石粉4、納米氧化鋁10、納米碳化鉻1、三氧化二釹0.2、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1、甘油8、乙二醇5、聚乙二醇0.5、納米陶瓷粉透明液體10、去離子水50。
[0009]其制備方法為:
(1)先將碳化硅球磨分散12h，隨后加入納米氧化鋁、納米埃洛石粉、納米碳化鉻、硅烷偶聯(lián)劑kh550繼續(xù)混合球磨分散2h后，加入其它剩余物料，密閉混合球磨分散4h，將所得漿料完全干燥后過200目篩；
(2)將上述過篩粉體投入模具中壓制成型，所得坯體在400V下進(jìn)行排膠處理，處理結(jié)束后將還體送入真空電阻爐中，其中氮?dú)夂蜌錃獾牧髁勘葹?:0.5，并在氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w氛圍下以1300°C的溫度保溫?zé)Y(jié)4.5h，燒結(jié)結(jié)束后自然冷卻至室溫，即得所述復(fù)合陶瓷基板材料。
[0010]該實(shí)施例制得的基板的性能測(cè)試結(jié)構(gòu)為:
體積密度:3.53g/cm3;彎曲強(qiáng)度:541.4MPa ;熱導(dǎo)率:154.9 (ff/m.k)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材料，其特征在于，該材料由以下重量份的原料制成:碳化娃60-70、納米埃洛石粉4-6、納米氧化招10-12、納米碳化鉻1-2、三氧化二釹0.2-0.3、硅烷偶聯(lián)劑kh550 1_2、甘油8_10、乙二醇5_6、聚乙二醇0.5-1、納米陶瓷粉透明液體10-12、去離子水50-60。2.如權(quán)利要求1所述的一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材料及其制備方法，其特征在于，所述的制備方法為: (1)先將碳化硅球磨分散12-15h，隨后加入納米氧化鋁、納米埃洛石粉、納米碳化鉻、硅烷偶聯(lián)劑kh550繼續(xù)混合球磨分散2-3h后，加入其它剩余物料，密閉混合球磨分散4-5h，將所得楽■料完全干燥后過200-300目篩； (2)將上述過篩粉體投入模具中壓制成型，所得坯體在400-500°C下進(jìn)行排膠處理，處理結(jié)束后將還體送入真空電阻爐中，其中氮?dú)夂蜌錃獾牧髁勘葹?:0.5-0.6，并在氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w氛圍下以1280-1350°C的溫度保溫?zé)Y(jié)4-5h，燒結(jié)結(jié)束后自然冷卻至室溫，即得所述復(fù)合陶瓷基板材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐磨損高強(qiáng)度高致密度的碳化硅基陶瓷電路板基板材料，該碳化硅基陶瓷基板以微米級(jí)的碳化硅粉體與納米量級(jí)的氧化鋁、納米埃洛石粉、納米碳化鉻復(fù)合使用，制得的基體材料具備高的強(qiáng)度和抗腐蝕耐磨損性能，坯體的燒結(jié)溫度更低，而含有納米陶瓷粉透明液體的聚乙二醇復(fù)合溶劑對(duì)粉體間的浸潤(rùn)性和粘結(jié)能力強(qiáng)，可使得各物料間均勻分散粘結(jié)，達(dá)到有效的增熔、補(bǔ)強(qiáng)功效，形成致密的坯體，坯體在相對(duì)較低的燒結(jié)溫度下即可得到高致密度、高強(qiáng)度的復(fù)合陶瓷基板，具備良好的導(dǎo)熱性能，經(jīng)久耐用，安全環(huán)保，應(yīng)用潛力巨大。
【IPC分類】C04B35/565
【公開號(hào)】CN105367067
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510706677
【發(fā)明人】王丹丹, 王樂平, 夏運(yùn)明, 涂聚友
【申請(qǐng)人】合肥龍多電子科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日