[发明专利]反应烧结碳化硅陶瓷均温板

说明书

技术领域

本发明涉及一种反应烧结碳化硅陶瓷均温板，是液晶玻璃基板生产（TFT-LCD）成型工序主要工艺设备中的关键材料。

背景技术

TFT- LCD（液晶面板）具有体积小，重量轻、低辐射、低能耗、全彩化等优点，在各类显示器材料上得到了广泛的应用。而玻璃基板是TFT- LCD的核心部件和重要物质基础，是一种表面极其平整的薄玻璃片。基本上，一片TFT- LCD需使用到二片玻璃基板，分别供作底层玻璃基板及彩色滤光片（COLOR FILTER）的底板使用。玻璃基板的生产方法有3种：浮法、溢流下拉法，狭缝下拉法，其产业在整个液晶面板产业链中占据重要地位，液晶显示器的很多性能比如分辨率、透光度、重量、视角等都与玻璃基板的性能密切相关。

溢流法制造的液晶玻璃基板无需进行表面研磨加工，质量好，制造成本较低，成为目前液晶玻璃基板制造的主流方法。其中，成型工序主要工艺设备中的均温板材，其热传导性能和高温抗腐蚀性能不佳、高温强度低、热膨胀系数高，在设备加热器以点加热方式加热时，易使玻璃板面受热不匀，难以控制玻璃板成型厚度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种反应烧结碳化硅陶瓷均温板及其制作方法，它具有良好的导热性能及高温性能，对提高玻璃基板质量可起到关键性的作用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种反应烧结碳化硅陶瓷均温板，其制造方法包括以下步骤：

制备粉料：将碳与碳化硅按1:（2~5）的质量比混合后，加入总质量1%~4%的硬脂酸锌作为润滑剂，总质量15%~25%的聚乙烯醇作为粘接剂，喷雾造粒，得到粉料；

压制坯块；

真空烧结：在坯块表面放置相对坯块重量30～40%的硅粉，进行反应烧结；在28～36h时间段内，抽真空升温加热到1800～1900℃，经渗硅、恒温，然后充氦气降温至1100～1200℃，再充氮气降温到120℃以下；

氧化烧结：将得到的均温板进行氧化烧结；在200～250h时间段内，缓慢升温至1100～1200℃，恒温24h，再缓慢降温至120℃以下。

作为本发明的进一步改进，所述制备粉料的步骤中，得到的粉料的含水量为2～5%。

所述碳与碳化硅的质量比为1:4。

所述润滑剂的加入量为总质量的2%。

所述粘接剂的加入量为总质量的20%。

进一步地，所述压制坯块的步骤之后还包括素坯加工成型的步骤。

所述素坯加工成型的步骤之后还包括修整的步骤，修整的目的在于消除素坯的表面缺陷。

所述修整的步骤之后还包括烘干的步骤，具体包括：进行温度60～70℃、 时间24～48h的低温干燥，再进行温度80～100℃，时间为12～24h的高温干燥。

所述真空烧结的步骤之后还包括杂质清理的步骤，杂质清理是为了对出炉成品各表面的残余陪烧物等杂质进行清除。

所述杂质清理的步骤之后还包括研磨加工的步骤：研磨加工后达到外形尺寸公差≤±0.5mm，上、下表面粗糙度≤6.3μm。

碳化硅陶瓷具有高温强度大、抗氧化性强、热稳定性好、热膨胀系数小、热导率大、硬度高、耐磨损以及抗热震和耐腐蚀等优良特性，已被广泛应用于高温、高压、腐蚀、辐射、磨损等严酷条件下的工业领域，如机械密封件、高温热交换器、高温陶瓷辐射燃烧器、高载荷长寿窑具等，在宇宙和汽车工业中也被认为是制造燃气轮机、火箭喷嘴和发动机部件最有希望的候选材料。

用反应烧结工艺制备的反应烧结碳化硅秉承了碳化硅陶瓷的所有优点，包括：强度高、硬度高、抗热震性好、耐磨性和耐腐蚀性好、导热系数高、膨胀系数低和优异的抗氧化性能，且气孔率低，是一种性能优异的高技术陶瓷材料。

本发明的有益效果是，适用不同厚度均温板外形结构形式的制作，材质致密、尺寸精确、成品率高。本发明制作的均温板具有良好的热传导性能、较高的高温强度和低热膨胀系数，以及良好的高温抗腐蚀性能，能够解决设备加热器的点加热方式，易使玻璃板面受热不匀，难以控制玻璃板成型厚度问题。尤其是通过：超过正常反应温度的1800～1900℃烧结，使渗硅反应更加充分，保证了材质的致密，避免了产品的开裂；另外，通过高温氧化烧结，可检验产品高温状态下的应力变化，杜绝应用过程中的质量问题发生，降低应用成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。