[发明专利]一种绝缘散热纳米复合陶瓷

说明书

本发明公开了一种绝缘散热纳米复合陶瓷，三氧化二铝、多孔Ca₅(PO₄)₃F纳米材料、碳化硼、云母粉、柠檬酸钠、三亚乙基四胺、氧化锆陶瓷微珠、磷酸三甲酚酯、烷基聚葡糖苷和环氧树脂为主要原料，以焦磷酸钙、氟化钙、碳酸钙等为原料,通过配方设计和固相反应烧结工艺,采用微波辅助造孔技术，在较低的温度下制备纯度高、比表面较大的多孔Ca₅(PO₄)₃F纳米材料；本发明通制备的纳米复合陶瓷具有优异导热性的同时，也具备良好的绝缘性。

技术领域

本发明本发明涉及一种绝缘散热纳米复合陶瓷，属于陶瓷制备领域。

背景技术

LED被称为第四代光源,具有节能、环保、安全、低能耗、高亮度等优点,在日常生活中被广泛使用,灯体本身的散热性能至关重要,直接影响到灯具的使用寿命和照明效果。现有的散热材料主要有金属铝及铝合金、氧化铝陶瓷、导热塑料等。铝及铝合金导热率高,但散热性能不如氧化铝陶瓷和导热塑料,而且铝及铝合金是电的良导体,作为散热器有一定的安全隐患。而陶瓷散热材料具有绝缘、耐热、热膨胀系数低、稳定等特性,使散热器抗高压、不变形、不氧化且与芯片具有相近的热膨胀系数,但陶瓷基片导热系数低,不能满足大功率的散热需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绝缘散热纳米复合陶瓷，具有优异的散热效果。

一种绝缘散热纳米复合陶瓷，其制备方法包括以下步骤：

步骤1、将20份三氧化二铝、16份多孔Ca₅(PO₄)₃F纳米材料、12份碳化硼、8份云母粉和50份去离子水加到球磨罐中,球料比5:1,球磨1小时后加入10份柠檬酸钠、12份三亚乙基四胺,搅拌均匀后过100目筛,干燥,得到混合物A；

步骤2、将6份氧化锆陶瓷微珠、8份磷酸三甲酚酯、2份烷基聚葡糖苷混合,取混合材料的2倍重量份的无水乙醇,再加入6份聚乙二醇、14份环氧树脂,搅拌均匀,在800W的功率下超声分散30分钟,在160℃下烘干,过目120筛,得到混合物B；

步骤3、将上述得到的混合物A和混合物B通过高速混料机充分混合均匀,注入高压反应釜中,加入3份过硫酸铵、3份环氧硬脂酸辛酯,在温度180℃,20MPa压强下反应18小时,得到陶瓷坯体；

步骤4、将制得的陶瓷坯体放入箱式电阻炉,以10℃/min的升温速率加热至400℃,并保温4小时,随后以10℃/min的升温速率加热至800℃,并保温4小时,最后以10℃/min的升温速率加热至1500℃,并保温3小时后,即制得绝缘散热纳米复合陶瓷。

所述的多孔Ca₅(PO₄)₃F纳米材料制备方法如下：

步骤1、取25份焦磷酸钙、13份氟化钙、8份碳酸钙,混合得混合料,加入35份无水乙醇

在行星式球磨机中球磨3小时,再将球磨后的物料在100℃温度下烘干8小时,制得烘干的粉料；

步骤2、将烘干的粉料装入钢制模具中,在液压机上压制成型,得到成型块体；再将成型块体放入箱式电阻炉中,在温度800℃下,锻烧6小时,得到锻烧后的Ca₅(PO₄)₃F；

步骤3、将锻烧后的Ca₅(PO₄)₃F研磨50分钟,再先后用150目、400目的筛子进行筛分后,150目的筛下料与400目的筛上料即为制得的Ca₅(PO₄)₃F粉体；