一种防静电陶瓷材料及其制备方法
【专利摘要】本发明属于陶瓷材料制备的技术领域，具体涉及一种防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡8~20份、二氧化钛10~22份、氧化锌1~4份、碳化硅1~3份、氧化铝2~8份。本发明以部分稳定氧化锆陶瓷为主，充分利用了氧化锆基体本身优异的物理化学性能，通过与钛酸钡复合，并加入氧化物二氧化钛、氧化锌、氧化铝改性，加入碳化硅提高其乃么性能，通过复合，赋予其防静电功能，扩大了应用领域；具备此种结构的材料具有良好的防静电功能，产品可广泛的应用推广。
【专利说明】
一种防静电陶瓷材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于陶瓷材料制备的技术领域，具体涉及一种防静电陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]普通陶瓷材料具有很高的电阻率，容易积聚电荷，这些电荷的积聚可能会带来如上述的多种危害。每年都有相关静电危害造成损失的报道，因此急需开发研究能解决以上冋题的陶瓷材料。
[0003]静电，是一种处于静止状态的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花静电放电现象。
[0004]在当今日益发展的电子工业时代，各种微电子、光电子原件的应用非常广泛，而静电放电能够破坏电子原件、改变半导体元器件的电性能、破坏电子系统，造成整个设备故障或失灵;与此同时，静电电荷释放时产生静电火花，极易引燃易燃易爆材料，造成极大危险和经济损失;此外，静电容易向清洁的环境中吸入脏物，如灰尘、异物颗粒、容易使不能相互接触的产品粘在一起，这些都会造成重大的损失。静电作为一种普遍物理现象，近十多年来伴随着集成电路的飞速发展和高分子材料的广泛应用，静电的作用力、放电和感应现象引起的危害十分严重，美国统计，美国电子行业部门每年因静电危害造成损失高达100亿美元，英国电子产品每年因静电造成的损失为20亿英镑，日本电子元器件的不合格品中不少于45%的危害是因为静电放电(ESD)造成的。
[0005]由于静电危害十分巨大，因此引起了人们的高度重视。目前已经制备出许多防静电的材料、设计出许多静电放电耗散的的用具，用来防止静电放电现象的的发生。用于防静电的静电耗散材料应该是半绝缘的，其体积电阻范围是14到111 Ω -cm,当此种材料受到摩擦时，其表面产生的静电荷可以较快的扩散和泄漏。特别是，当材料的体积电阻率为16到108Q-cm，材料表面的静电能够以较缓慢的速度慢慢持续释放，最大程度防止静电放电对产品的破坏。目前应用最广的防静电材料，大都是通过在塑料中添加炭黑、金属粉等导电粉体制成，利用导电粉体均匀分布在塑料内部形成导电网络，降低塑料本身的电阻率，从而达到静电耗散的目的。而陶瓷材料具有良好的耐磨性、耐腐蚀、耐高温、刚性好等优点，是理想的防静电材料。目前，用于结构件的特种陶瓷主要有氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。
【发明内容】
[0006]本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有良好的防静电功能的陶瓷材料，还提供一种工艺简单、操作方便的防静电陶瓷材料的制备方法。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是:一种防静电陶瓷材料，其特征在于，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡8?20份、二氧化钛10?22份、氧化锌1?4份、 碳化硅1?3份、氧化铝2?8份。
[0008]作为优选，所述防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡10? 16份、二氧化钛12?22份、氧化锌1?3份、碳化硅2?3份、氧化铝2?6份。[00〇9]进一步地，所述四方氧化错的晶粒尺寸为50?200nm。[〇〇1〇]具体地，所述氧化铝采用共沉淀法制备的粒度为200nm?400nm的高活性氧化铝粉。
[0011]本发明还包括一种防静电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，将质量比为四方氧化错50份、钛酸钡8?20份、二氧化钛10?22份、氧化锌1?4份、碳化娃1?3份、氧化铝2?8份，称份，混匀，制成浆料，然后陈腐均化；步骤二，使用步骤一的陈腐均化后的浆料进行喷雾干燥，制成粉体，通过冲压成型的方式制成坯体；步骤三，将步骤二制成的坯体经干燥后入窑烧成，烧成气氛为还原气氛，烧成温度1100?1200 °C ;步骤四，将步骤三烧成的制品抛磨加工，得到成品。
[0012]具体地，所述氧化铝采用共沉淀法制备而得。
[0013]有益效果:(1)本发明以部分稳定氧化锆陶瓷为主，充分利用了氧化锆基体本身优异的物理化学性能，通过与钛酸钡复合，并加入氧化物二氧化钛、氧化锌、氧化铝改性，加入碳化硅提高其乃么性能，通过复合，赋予其防静电功能，扩大了应用领域;具备此种结构的材料具有良好的防静电功能，产品可广泛的应用推广。
[0014](2)本发明防静电陶瓷材料的制备方法，操作方便，工艺简单，易于控制，绿色环保。【具体实施方式】
[0015]实施例1:一种防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡10份、二氧化钛8份、 氧化锌1份、碳化硅1份、氧化铝2份。最终得到的防静电陶瓷材料的表面电阻率为7.4X106 /cm，可以起到防静电的效果。
[0016]实施例2一种防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡20份、二氧化钛22 份、氧化锌4份、碳化硅3份、氧化铝8份。最终得到的防静电陶瓷材料的表面电阻率为2.6X 107n/cm，可以起到防静电的效果。
[0017]实施例3一种防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡8份、二氧化钛10份、 氧化锌1份、碳化硅2份、氧化铝2份。最终得到的防静电陶瓷材料的表面电阻率为1.5X108 /cm，可以起到防静电的效果。
[0018]实施例4一种防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡16份、二氧化钛22 份、氧化锌3份、碳化硅3份、氧化铝6份。最终得到的防静电陶瓷材料的表面电阻率为2.9X 106Q/cm，可以起到防静电的效果。
[0019]实施例5
一种防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡12份、二氧化钛18份、氧化锌2份、碳化硅I份、氧化铝4份。其中四方氧化锆的晶粒尺寸为50?200nm。进一步地，所述氧化铝采用共沉淀法制备的粒度为200nm?400nm的高活性氧化铝粉。最终得到的防静电陶瓷材料的表面电阻率为8.3Χ106Ω/cm，可以起到防静电的效果。
[0020]实施例6
一种防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡20份、二氧化钛22份、氧化锌4份、碳化硅3份、氧化铝8份，其中四方氧化锆的晶粒尺寸为50?200nm。最终得到的防静电陶瓷材料的表面电阻率为6.3X107Q/cm，可以起到防静电的效果。
[0021 ] 实施例7
一种防静电陶瓷材料，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡10份、二氧化钛8份、氧化锌I份、碳化硅I份、氧化铝2份。其中四方氧化锆的晶粒尺寸为50?lOOnm。进一步地，所述氧化铝采用共沉淀法制备的粒度为200nm~300nm的高活性氧化铝粉。最终得到的防静电陶瓷材料的表面电阻率为8.2Χ106Ω/cm，可以起到防静电的效果。
[0022]实施例8
防静电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，将质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡20份、二氧化钛22份、氧化锌4份、碳化硅3份、氧化铝8份，称份，混匀，制成浆料，然后陈腐均化;步骤二，使用步骤一的陈腐均化后的浆料进行喷雾干燥，制成粉体，通过冲压成型的方式制成坯体；步骤三，将步骤二制成的坯体经干燥后入窑烧成，烧成气氛为还原气氛，烧成温度IlOOcC ；步骤四，将步骤三烧成的制品抛磨加工，得到成品。
[0023]实施例9
防静电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，将质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡8份、二氧化钛10份、氧化锌I份、碳化硅I份、氧化铝2份，称份，混匀，制成浆料，然后陈腐均化;步骤二，使用步骤一的陈腐均化后的浆料进行喷雾干燥，制成粉体，通过冲压成型的方式制成坯体；步骤三，将步骤二制成的坯体经干燥后入窑烧成，烧成气氛为还原气氛，烧成温度1200°C ；步骤四，将步骤三烧成的制品抛磨加工，得到成品。
[0024]实施例10
防静电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，将质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡10份、二氧化钛12份、氧化锌I份、碳化硅2份、氧化铝2份，称份，混匀，制成浆料，然后陈腐均化，其中所述氧化铝采用共沉淀法制备而得;步骤二，使用步骤一的陈腐均化后的浆料进行喷雾干燥，制成粉体，通过冲压成型的方式制成坯体；步骤三，将步骤二制成的坯体经干燥后入窑烧成，烧成气氛为还原气氛，烧成温度1150°C ；步骤四，将步骤三烧成的制品抛磨加工，得到成品。
[0025]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种防静电陶瓷材料，其特征在于，其组成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡8?20 份、二氧化钛1 〇?22份、氧化锌1?4份、碳化硅1?3份、氧化铝2?8份。2.根据权利要求1所述的一种防静电陶瓷材料，其特征在于，所述防静电陶瓷材料其组 成按质量比为四方氧化锆50份、钛酸钡10?16份、二氧化钛12?22份、氧化锌1?3份、碳化硅2? 3份、氧化铝2?6份。3.根据权利要求1所述的一种防静电陶瓷材料，其特征在于，所述四方氧化锆的晶粒尺 寸为 50~200nm。4.根据权利要求1所述的一种防静电陶瓷材料，其特征在于，所述氧化铝采用共沉淀法 制备的粒度为200nm?400nm的高活性氧化铝粉。5.—种防静电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一，将质量比为 四方氧化锆50份、钛酸钡8?20份、二氧化钛10?22份、氧化锌1?4份、碳化硅1?3份、氧化铝2? 8份，称份，混匀，制成浆料，然后陈腐均化；步骤二，使用步骤一的陈腐均化后的浆料进行 喷雾干燥，制成粉体，通过冲压成型的方式制成坯体；步骤三，将步骤二制成的坯体经干燥 后入窑烧成，烧成气氛为还原气氛，烧成温度1100?1200°C ;步骤四，将步骤三烧成的制品 抛磨加工，得到成品。6.据权利要求5所述的一种防静电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述氧化铝采 用共沉淀法制备而得。
【文档编号】C04B35/626GK106045506SQ201610390140
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】蔡小连
【申请人】苏州市奎克力电子科技有限公司