[发明专利]一种氧化铝复合陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本申请属于陶瓷材料的技术领域，尤其涉及一种氧化铝复合陶瓷及其制备方法和应用。本申请提供了一种氧化铝复合陶瓷，所述氧化铝复合陶瓷由复合微粒和AlN微粒组成，所述复合微粒由Al₂O₃、Y₂O₃、m‑ZrO₂组成，所述AlN微粒附着在复合微粒表面，通过模压在氧化铝复合陶瓷中形成AlN的三维网状结构分布。通过上述结构和组成，本申请提供的一种氧化铝复合陶瓷及其制备方法和应用，能有效解决现有氧化铝陶瓷力学性能低、导热性能低、烧结温度高导致的烧结成本高的技术问题。

技术领域

本申请属于陶瓷材料的技术领域，尤其涉及一种氧化铝复合陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技的发展，印刷电路板(PCB)已经成为一种不可或缺的电子部件。自20世纪90年代以来，世界各国已逐渐将印刷电路板改称为电子基板(Electronic Substrate)，标志着传统的印刷电路板已进入了多层基板时代。电子线路日益趋向密集化与微型化，导热问题已成为妨碍印刷电路板进一步发展的瓶颈之一。

现有技术中，无机基板多以Al₂O₃陶瓷材料为基材，由于纯氧化铝陶瓷的烧结温度在1800℃以上，烧结成本较高；为了降低烧结成本，通常会加入烧结助剂降低烧结温度，可这些烧结助剂的导热性能较低，同时在烧结后形成较厚的晶界相，这导致Al₂O₃陶瓷基板的热导率大多在20～26W·m-1·K-1；为提高Al₂O₃陶瓷基板的热导率，在烧结过程中，通常会进一步添加AlN微粒作为高热导相，但烧结后的AlN晶粒被Al₂O₃晶粒所包裹住，AlN微粒的作用有限，往往需要添加大量(30wt％)的AlN微粒才能提高Al₂O₃陶瓷的热导率，可AlN微粒的烧结温度也在1800℃以上，这种添加大量AlN微粒的氧化铝陶瓷很难在1700℃以下烧结致密，造成氧化铝陶瓷烧结成本依然很高。同时，氧化铝陶瓷的室温弯曲强度在300～450MPa之间，力学性能不高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种氧化铝复合陶瓷及其制备方法和应用，用于解决氧化铝陶瓷力学性能低、热导率低、烧结温度高导致的烧结成本高的技术问题。

本申请第一方面提供了一种氧化铝复合陶瓷，由复合微粒和AlN微粒组成；

所述复合微粒的粒径为50μm-70μm，所述AlN微粒的粒径为0.5μm；

所述复合微粒由Al₂O₃、Y₂O₃、m-ZrO₂组成；

所述AlN微粒分布在所述复合微粒的表面。

作为优选，所述AlN微粒成三维网状结构分布在所述复合微粒表面。

作为优选，以质量份计，所述氧化铝复合陶瓷各部分按以下配比组成；

复合微粒 85-95份；

AlN微粒 5-15份。

作为优选，以质量份计，所述复合微粒由以下原料组成；

Al₂O₃ 80.7-84.5份；

m-ZrO₂ 12.7-14.6份；

Y₂O₃ 0.7-2.7份。

本申请第二方面提供了一种氧化铝复合陶瓷的制备方法，包括步骤：