一种高介电性能陶瓷的烧结制备方法与流程

文档序号:15570414发布日期:2018-09-29 04:19阅读:146来源:国知局

本发明涉及陶瓷烧结制备方法,尤其是可以应用于pcb覆铜板的高介电性能的陶瓷烧结制备方法。



背景技术:

陶瓷基覆铜板在pcb领域中有广泛的应用。陶瓷基覆铜板具有高电阻,优异的高频性能,高热性能,好的化学和热稳定性,高熔点等优点。这些优点都是电子电路设计和生产中必需的。

陶瓷的高介电常数和低介电损耗在医疗和卫星通讯等方面都有着诱人的应用前景。传统方法烧结制备的陶瓷由于缺氧,体内容易形成大量的氧空位,本发明致力于解决提高陶瓷的介电常数和降低陶瓷的介电性能,通过采用气氛烧结的方法,使陶瓷的介电性能有很大的提高。



技术实现要素:

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供了一种高介电性能的陶瓷的烧结制备方法。制备具有高的介电常数的低介电损耗的陶瓷,可以广泛应用于医疗和卫星通讯等方面。

本发明的技术方案是,高介电性能陶瓷的烧结制备方法,主要包括如下步骤:先将一定比例的al2o3、sio2、cao、coo和mgo均匀混合,然后干压成型,最后在氧气氛中烧结。其中烧结制备过程中,氧气的流量控制是关键技术。

s1:按重量比,称量96-99份al2o3粉体,0.2-1份mgo粉体,0.3-1份cao粉体,0.3-1份sio2粉体,0.2-1份coo粉体,粉体的粒径必须小于200纳米,粉体的纯度至少为3n级,将称量好的粉体放入行星混合球磨机中,加入溶剂,淹没物料,溶剂为芳烃或酒精、异丙醇、酮类,以300-400r/min速度,球磨10-12小时。

s2:将步骤s1中得到的混合物,烘干后,用干压成型机,以4-6mpa的压力干压成型。

s3:将步骤s2中得到的陶瓷坯体放置于管式炉中,进行氧气气氛烧结。

s4:将步骤s3中得到的陶瓷切割至所需要的厚度,最好分别用2000目和4000目砂纸打磨至光滑,得到最终样品。

进一步的,所述步骤s3中,烧结前,先用机械真空泵将真空抽到真空度小于1×10-3mbar。先用100分钟升温至800℃,然后开始通入氧气,氧气的流量流速控制在10-15sccm。再200分钟升温至1650-1700℃,保温10-14小时,保温结束后,自然降温,并在温度低于500℃以后,可以停止通氧气。

本发明的有益效果为:通过用氧气气氛烧结的方法制备陶瓷,使得陶瓷中的氧空位大大减小,从来大大提高了陶瓷的介电性能(比常规方法制备的陶瓷的介电常数高20-30%,介电损耗可降低5-15%)。通过本方法制备的陶瓷具有高的介电常数的低的介电损耗,可以广泛应用于医疗和卫星通讯等方面。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

实施例1:

具体实施步骤如下:

s1:按重量比,称量96份al2o3粉体,1份mgo粉体,1份cao粉体,1份sio2粉体,1份coo粉体,粉体的粒径为150纳米,粉体的纯度为3.5n级,将称量好的粉体放入行星混合球磨机中,加入500ml酒精,以400r/min速度,球磨12小时。

s2:将步骤s1中得到的混合物,烘干后,用干压成型机,以6mpa的压力干压成型。

s3:将步骤s2中得到的陶瓷坯体放置于管式炉中,进行氧气气氛烧结,烧结前,先用机械真空泵将真空抽到真空度为2×10-4mbar。先用100分钟升温至800℃,然后开始通入氧气,氧气的流量流速控制在14sccm。再200分钟升温至1700℃,保温14小时,保温结束后,自然降温,并在温度400℃时,停止通氧气。

s4:将步骤s3中得到的陶瓷切割至厚度为1mm的薄片,分别用2000目和4000目砂纸打磨至光滑,得到最终样品,进行介电性能测试。

通过以上方法得到的样品的介电常数为11.5,介电损耗正切值为0.00052。均明显优于现有技术的产品。

实施例2:

具体实施步骤如下:

s1:按重量比,称量99份al2o3粉体,0.2份mgo粉体,0.3份cao粉体,0.3份sio2粉体,0.2份coo粉体,粉体的粒径为150纳米,粉体的纯度为3.5n级,将称量好的粉体放入行星混合球磨机中,加入500ml异丙醇,以400r/min速度,球磨12小时。

s2:将步骤s1中得到的混合物,烘干后,用干压成型机,以6mpa的压力干压成型。

s3:将步骤s2中得到的陶瓷坯体放置于管式炉中,进行氧气气氛烧结,烧结前,先用机械真空泵将真空抽到真空度为8×10-4mbar。先用100分钟升温至800℃,然后开始通入氧气,氧气的流量流速控制在15sccm。再200分钟升温至1680℃,保温14小时,保温结束后,自然降温,并在温度400℃时,停止通氧气。

s4:将步骤s3中得到的陶瓷切割至厚度为1mm,分别用2000目和4000目砂纸打磨至光滑,得到最终样品,进行介电性能测试。

通过以上方法得到的样品的介电常数为12.3,介电损耗正切值为0.00048。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种高介电性能的陶瓷的烧结制备方法,S1:按重量比,称量96‑99份Al2O3粉体,0.2‑1份MgO粉体,0.3‑1份CaO粉体,0.3‑1份SiO2粉体,0.2‑1份CoO粉体,粉体的粒径小于200纳米,粉体的纯度为3N级以上,将称量好的粉体放入行星混合球磨机中,加入溶剂,以300‑400r/min速度,球磨10‑12小时;S2:将步骤S1中得到的混合物,烘干后,用干压成型机,以4‑6MPa的压力干压成型即压成陶瓷坯。S3:将步骤S2中得到的陶瓷坯体放置于管式炉中,进行氧气气氛烧结。S4:将步骤S3中得到的陶瓷坯切割至所需要的厚度,分别用2000目和4000目砂纸打磨至光滑,得到最终样品。

技术研发人员:张军然;徐永兵;张勇;王倩
受保护的技术使用者:南京大学
技术研发日:2018.06.28
技术公布日:2018.09.28
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