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[發(fā)明專利]高熱導率的低溫共燒陶瓷材料及其制備方法有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201210000721.3 申請日: 2012-01-04
公開(公告)號: CN102515714A 公開(公告)日: 2012-06-27
發(fā)明(設計)人: 李永祥;馬名生;劉志甫;王依琳;吳文駿 申請(專利權)人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
主分類號: C04B35/00 分類號: C04B35/00;C04B35/622
代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗
地址: 200050 *** 國省代碼: 上海;31
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摘要:
搜索關鍵詞: 高熱 低溫 陶瓷材料 及其 制備 方法
【權利要求書】:

1.一種高熱導率的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述低溫共燒陶瓷材料由微晶玻璃、高熱導率的陶瓷填料和高熱導率的一維材料復合組成,其中,所述高熱導率的一維材料的重量百分含量為1~25wt%。

2.根據(jù)權利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述高熱導率的一維材料的重量百分含量為5~25wt%。

3.根據(jù)權利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述高熱導率的一維材料為AlN晶須、β-Si3N4晶須或碳納米管。

4.根據(jù)權利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述高熱導率的一維材料配置為連接高熱導率的陶瓷填料以形成三維網絡狀導熱結構。

5.根據(jù)權利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述低溫共燒陶瓷材料的熱導率為13.0?Wm-1k-1以上。

6.根據(jù)權利要求5所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述低溫共燒陶瓷材料的熱導率為18.0?Wm-1k-1以上。

7.根據(jù)權利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述微晶玻璃的重量百分含量為25~40wt%。

8.根據(jù)權利要求7所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述微晶玻璃為RO-M2O3-SiO2系微晶玻璃,其中R?選自Ca、Mg、Ba、Sr、Zn中的至少一個,M選自B和Al中的至少一個。

9.根據(jù)權利要求8所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,在所述微晶玻璃中,各組分的重量百分含量為25~50wt%SiO2、5~35wt%RO和?10~50wt%M2O3

10.根據(jù)權利要求9所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述微晶玻璃在700~1000℃的溫度范圍內析出晶體。

11.根據(jù)權利要求10所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述微晶玻璃未粒徑為0.1~5?μm的粉體。

12.根據(jù)權利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述高熱導率的陶瓷填料的重量百分含量為45~70wt%。

13.根據(jù)權利要求12所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述高熱導率的陶瓷填料為AlN、β-Si3N4、金剛石、cBN、BCN或BeO。

14.根據(jù)權利要求13所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述高熱導率的陶瓷填料為粒徑分布為1~15?μm的粉末狀顆粒。

15.根據(jù)權利要求1~14中任一項所述的低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,低溫共燒陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)為3.5~4.5×10-6/℃;相對介電常數(shù)為6.0~7.5,1?MHz;介電損耗為1.5~3.5×10-3,1?MHz;抗彎強度為200~226?MPa。

16.一種根據(jù)權利要求1~15中任一項所述的低溫共燒陶瓷材料的制備方法,其特征在于,包括:

將所述微晶玻璃的粉體、高熱導率的陶瓷填料和高熱導率的一維材料按所需配比配料,球磨混合均勻;以及

將所得混合物燒結得所述低溫共燒陶瓷材料,所述燒結的方法包括帶有氣氛保護的熱壓燒結、微波燒結、常壓燒結和SPS燒結。

17.根據(jù)權利要求16所述的制備方法,其特征在于,所述制備方法還包括制備所述微晶玻璃的粉體的工序,包括:

將所述微晶玻璃含有的各氧化物原料按照組成配方在氧化鋁研缽中混合均勻,然后放入石英坩堝中;

將所述石英坩堝放入高溫熔爐中,從室溫以5~10℃/分鐘升至1300~1500℃,保溫1~2?小時,以得到均勻的玻璃液;

將所述玻璃液直接倒入冷的去離子水中,形成碎玻璃顆粒;以及

將所述碎玻璃顆粒球磨48~72?小時,烘干后得所述微晶玻璃的粉體。

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