[发明专利]一种高导热氮化铝陶瓷的制备方法

摘要

本发明属于陶瓷材料制备技术领域，涉及一种高导热氮化铝陶瓷的制备方法。本发明以氮化铝粉体为基本原料，采用稀土金属氟化物EuF3、LaF3、SmF3或其混合物为烧结助剂，烧结助剂稀土氟化物的加入量为氮化铝粉末质量的2％‑8％，经湿磨混合、干燥、成形、脱脂、烧结形成氮化铝陶瓷，所得氮化铝陶瓷热导率大于200W/m.K，抗弯强度大于320MPa，晶粒度细小的氮化铝陶瓷；本发明具有工艺简单，产品性能好，生产成本低等特点。

主权项

一种制备高导热氮化铝陶瓷的方法，其特征在于：1)原料混合：将氮化铝粉末与烧结助剂稀土氟化物EuF3、LaF3、SmF3中的一种或几种置于尼龙内衬球磨罐中，加入氮化铝粉末质量1.5～3倍无水乙醇或橡胶汽油，再加入0.2％‑0.6％硬脂酸作为表面活性剂，按照球料比为2～3:1比例进行球磨12～48小时，将混合好粉末进行干燥，再将干燥后粉末与粘结剂按照100:2～100:23比例进行混合；2)成形：经压制成形或注射成形制得生坯，当采用压制工艺成形时，压制成形压力为200MPa～600MPa，采用橡胶汽油为粘结剂，当采用注射成形工艺时，注射成形压力为50MPa‑120MPa，采用复合粘结剂，粘结剂成分为60％石蜡，15％高密度聚乙烯，20％聚丙烯，5％硬脂酸；3)脱脂烧结：脱脂根据成形方式不同，选择直接在氮气气氛热脱脂或者先经溶剂脱脂，再进行热脱脂，将脱脂坯置于坩埚中，在高温烧结炉中进行烧结，烧结过程中，升温速率为3～10℃/min，在烧结助剂熔点温度处进行保温，促进液相烧结；再经最终烧结、降温保温过程随后冷却至室温，烧结致密化后得到晶粒细小，热导率高的氮化铝陶瓷；其中尼龙内衬球磨罐中烧结助剂稀土氟化物的加入量为氮化铝粉末质量的2％‑8％；步骤3)中烧结助剂熔点温度为1450℃～1750℃，保温时间为1h‑10h；最终烧结温度为1800℃～1900℃，保温时间为2h～24h；降温保温过程为1700～1780℃时，保温时间为1～40h。