[发明专利]一种氮化铝陶瓷的注射成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化铝陶瓷制备技术领域，尤其涉及一种氮化铝陶瓷的注射成形方法。

背景技术

氮化铝陶瓷具有热导率高、绝缘性好、介电损耗小、化学性能稳定等特点，是大规模集成电路、半导体模块电路的理想散热材料和封装材料。

注射成形技术是一种近净成形技术，可以制造形状复杂、尺寸精度要求高、大批量生产的制品，密度均匀、各向收缩相同、与精密铸造相似，而且精度和表面粗糙度好，无需后续加工。氮化铝陶瓷具有很高的硬度和脆性，精密加工难度较大。利用注射成形技术制备氮化铝陶瓷，可通过调节粘结剂种类和含量满足粉末的成形要求，制备各种复杂形状精细陶瓷结构件，原料利用率高，成本低，适合工业化生产。

发明内容

本发明旨在提供一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，可以制备各种复杂形状产品，工艺流程简单，原料利用率高，适合产业化生产。

(1)本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，包括如下步骤：

(2)混合料制备：将氮化铝、氧化钇粉末按照比例称取，放入球磨筒中，加入磨介球和分散介质进行球磨，球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；

(3)混炼：将混合料粉末与粘结剂按照比例称取，加入混炼机中，加热并混炼；

(4)制粒：采用挤出装置将喂料挤成带状、条状，通过粉碎机制粒；

(5)注射成形：将制粒后的喂料采用注射机注射出各种形状的注射坯；

(6)脱脂：注射坯首先在溶剂中脱除部分粘结剂，然后加热脱除剩余粘结剂；

(7)烧结：脱脂后的坯体在烧结炉中常压烧结，获得致密化产品。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现：

前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，所述混合料中氧化钇的重量分数为1～10％。

前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，所述磨介球为氧化铝球，分散介质为无水乙醇。球料重量比为5：1，固液体积比为1：5，球磨时间为40～50h。

前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，所述的混炼粘结剂包含石蜡，质量分数30～55％、高密度聚乙烯，质量分数10～40％、硬脂酸，质量分数2～10％和乙烯醋酸乙烯共聚物，质量分数2～10％，混合料粉末的体积分数为55～65％。

前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，混炼温度为120～180℃，混炼时间为2～6小时。

前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，注射温度为160～180℃，注射压力为60～80MPa，模温为25～35℃。

前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，溶剂脱脂可选用三氯乙烯、三氯甲烷或正庚烷中的一种，脱脂温度为45～70℃，脱脂时间为5～8小时，热脱脂温度为450～500℃。

前述的一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，其中，烧结温度为1800～1900℃，保温时间为100～150分钟，烧结过程中氮气保护。

与现有技术相比，本发明中通过注射成形技术，可以制备形状复杂的产品，获得精细陶瓷，原料利用率高，适合大批量生产。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述优势和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

无

具体实施方式

实施例1：

一种氮化铝陶瓷的注射成形方法，包括如下步骤：

(1)混合料制备：称取质量分数为3％氧化钇粉末和97％氮化铝粉末，放入球磨筒中，加入氧化铝磨介球和无水乙醇分散介质，球料比为5：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)，球磨时间为48h。球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；

(2)混炼：混炼粘结剂重量比为48％石蜡(PW)、35％高密度聚乙烯(HDPE)、10％硬脂酸(SA)和7％乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)。将混合料粉末(体积分数58.7％)与粘结剂加入混炼机中，加热到140℃混炼6h；

(3)制粒：采用挤出装置将喂料挤成带状、条状，通过粉碎机制粒；

(4)注射成形：将制粒后的喂料采用注射机注射出各种形状的注射坯。注射温度为165℃，注射压力为60MPa，模温为30℃；