专利名称：一种含有四方相氧化锆的外管壳材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种微型保险丝之外管壳，具体地说是一种薄壁保险丝外管壳。
背景技术：
传统电子电路保护系统中的微型保险丝元件，其保险丝外管壳采用陶瓷材料，该 材料的成份是95%的氧化铝陶瓷，采用干压或热压铸成型工艺，在1650-1700°C的温度、氧 化气氛烧结完成。该陶瓷产品的缺点是热稳定性低，其ΔΤ < 1400°C，且无法加工成厚度 为0. 3mm-0. 6mm薄壁陶瓷管壳，不能满足某些特殊装备的需要。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种具有高热稳定性、高强度、管壁的厚度可薄至0. 3mm 的管状保险丝陶瓷外壳及其制备方法。本发明是这样实现的本发明保险丝之管壳，系陶瓷材料制成，其配方组成为含有氧化铝、超细纳米氧 化锆和添加剂。氧化铝，纯度为90% -99. 9%的，重量份为70-95 ；超细纳米氧化锆，纯度为99% -99. 9%，重量份为5-30 ；所说的添加剂，系氧化钇、氧化镁、氧化钙或氧化铈等化工原料，这四种添加剂的 任何一种、两种或多种都可做为氧化锆的稳定剂。这四种添加剂的纯度均为95-99. 9%、总 重量份为1-3。由于稳定剂钇、镁、钙或铈离子的半径与锆离子半径差异大，高温反应后成为四方 固溶体，四方氧化锆具有很高的热稳定性，从而提高了陶瓷的热稳定性。烧结后的陶瓷材料 晶相组份为含70-95%的刚玉晶相和5-30%的锆晶相，所说的锆晶相，其中四方锆晶相占 5-70%，气相0-5%，其余为单斜晶相。本发明采用热流体注塑陶瓷成型工艺制成，即在配好的陶瓷原料超细粉体中，添 加上述总重量10-15%的工业石蜡作为热塑性材料，上述总重量0. 1-0. 5%的蜂蜡作为表 面活性剂，上述总重量0.08-0. 2%的分析纯油酸作为分散剂。90-110°C加热、混合成浆体， 恒温状态下对浆体抽真空，使真空度达到-0. OSMPa以下，提高热浆体的流动性，便可成型 圆形或四方形的薄壁管状结构的生坯；该生坯在1560-1580°C的条件下，烧结20-24小时 内。烧结后的陶瓷材料微观晶相中，含有一种70% -95%重量比的氧化铝和5% -30%重量 比的氧化锆，其中5% -70%为四方相稳定相的氧化锆本发明之保险丝外管壳，作为表面贴装用，是电子电路保护系统中的重要元件。其 热震性在ΔΤ > 1400°C时，不会发生开裂现象；机械强度达到320MPa，较传统外管壳提高 了 14%。其次，该产品在制造工艺上，采用“一模多穴”，实现了产品的批量生产能力；可以 成型薄壁陶瓷管壳，壁厚为0. 3mm-l. 0mm。
具体实施例方式下面通过几个实施例对本发明做进一步说明实施例1该实施例之陶瓷材料的配方组成为氧化铝，纯度为90 % -99. 9 %的，重量份为95 ；超细纳米氧化锆，纯度为99% -99. 9%，重量份为5 ；添加剂氧化钇，纯度为95%，重量份为1氧化镁。经配料、干球磨，将各种原材料混合均勻；添加上述总重量之10-15%的工业石 蜡作为热塑性材料，添加上述总重量之0. 1 %的蜂蜡作为表面活性剂，添加上述总重量之 0. 2%的分析纯油酸作为分散剂。采用热流体注塑工艺，即在配好的陶瓷原料超细粉体中，添加上述总重量10% 的工业石蜡作为热塑性材料，上述总重量0. 5%的蜂蜡作为表面活性剂，上述总重量 0. 08%的分析纯油酸作为分散剂。90-110°C加热、混合成浆体，恒温状态下对浆体抽真空， 使真空度达到-0. OSMPa以下，提高热浆体的流动性，便可成型圆形或四方形的薄壁管状结 构的生坯；该生坯在1560-1580°C的条件下，烧结20小时内。烧结后的陶瓷材料微观晶相 中，含有一种70 % -95 %重量比的氧化铝和5 % -30 %重量比的氧化锆，其中5 % -70 %为四 方相稳定相的氧化锆，可以成型壁厚仅为0. 3mm-0. 6mm的薄壁陶瓷管壳。实施例2该实施例之陶瓷材料的配方组成为氧化铝，纯度为99. 9%的，重量份为70 ；超细纳米氧化锆，纯度为99%%，重量份为30 ；添加剂氧化钇，纯度为99. 9%，重量份为1 ；氧化镁纯度为95. 0%的氧化镁，重 量份为1。其制备工艺是经配料、干球磨，将各种原材料混合均勻；添加15%的工业石蜡作 为热塑性材料，添加微量的0. 5%的蜂蜡作为表面活性剂，添加微量的0. 2%的分析纯油酸 作为分散剂；采用热流体注塑工艺，即在配好的陶瓷原料超细粉体中，添加上述总重量15% 的工业石蜡作为热塑性材料，上述总重量0. 的蜂蜡作为表面活性剂，上述总重量0.2% 的分析纯油酸作为分散剂。90-110°C加热、混合成浆体，恒温状态下对浆体抽真空，使真空 度达到-0. OSMPa以下，提高热浆体的流动性，便可成型圆形或四方形的薄壁管状结构的生 坯；该生坯在1560-1580°C的条件下，烧结24小时内。烧结后的陶瓷材料微观晶相中，含有 一种70% -95%重量比的氧化铝和5% -30%重量比的氧化锆，其中5% -70%为四方相稳 定相的氧化锆，可以成型壁厚仅为0. 3mm-0. 6mm的薄壁陶瓷管壳。实施例3该实施例之陶瓷材料的配方组成为氧化铝，纯度为95%的，重量份为80 ；超细纳米氧化锆，纯度为99. 5%，重量份为20 ；添加剂氧化钙氧化钇，纯度为96%、重量份2% ；氧化铈，纯度为99%，重量份为
制备工艺，同实施例1。实施例4该实施例之陶瓷材料的配方组成为氧化铝，纯度为93%，重量份为90;超细纳米氧化锆，纯度为99. 7%，重量份为25 ；添加剂氧化镁，纯度为96%、重量份0. 5 ；氧化钙，纯度为99%，重量份为1；氧化 铈，纯度为95%、重量份0.5。制备工艺，同实施例2。
权利要求
一种含有四方相氧化锆的外管壳材料，系陶瓷材料制成，其特征在于，含有氧化铝、超细纳米氧化锆和添加剂；氧化铝，纯度为90％-99.9％的，重量份为70-95；超细纳米氧化锆，纯度为99％-99.9％，重量份为5-30；所说的添加剂，系氧化钇、氧化镁、氧化钙或氧化铈，这四种添加剂的任何一种、两种或多种都可做为氧化锆的稳定剂；这四种添加剂的纯度均为95-99.9％、总重量份为1-3。
2.根据权利要求1所述含有四方相氧化锆的外管壳材料的制做方法，其特征在于，采 用热流体注塑工艺，即在配好的陶瓷原料超细粉体中，外加权利要求1总重量10-15%的 工业石蜡作为热塑性材料，权利要求1总重量0. 1-0. 5%的蜂蜡作为表面活性剂，权利要求 1总重量0. 08-0. 2%的分析纯油酸作为分散剂；90-110°C加热、混合成浆体，恒温状态下对 浆体抽真空，使真空度达到-0. OSMPa以下，成型的薄壁管状结构的生坯，在1560-1580°C的 条件下，烧结20-24小时。
3.根据权利要求1所述含有四方相氧化锆的外管壳材料，其特征在于烧结后的陶 瓷材料微观晶相中，含有70 % -95 %重量比的氧化铝和5 % -30 %重量比的氧化锆，其中 5% -70%为四方相稳定相的氧化锆。
全文摘要
一种含有四方相氧化锆的外管壳材料及其制做方法，其配方的组成中，含有氧化铝、超细纳米氧化锆和添加剂；氧化铝，纯度为90％-99.9％的，重量份为70-95；超细纳米氧化锆，纯度为99％-99.9％，重量份为5-30；添加剂，系氧化钇、氧化镁、氧化钙或氧化铈，这四种添加剂的一种、两种或多种；这四种添加剂的纯度均为95-99.9％、总重量份为1-3。本发明采用热流体注塑工艺，成型圆形或方形薄壁管状结构的生坯，并在1560-1580℃烧结20-24小时。本发明烧结后的陶瓷材料微观晶相中，含有70％-95％重量比的氧化铝和5％-30％重量比的氧化锆，其中5％-70％为四方相稳定相的氧化锆。本发明较好地解决了薄壁型微型保险丝外管壳的技术难题。
文档编号C04B35/10GK101800140SQ20101001362
公开日2010年8月11日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者刘见弟, 蒲忠敏, 陈佑学 申请人:咸阳澳华瓷业有限公司