[发明专利]陶瓷及其制造方法

说明书

本申请系就申请号“95100625.8”、发明名称为“陶瓷及其制造方法”一案所作的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于各种电子部件中的陶瓷及其制造方法。

背景技术

以往，陶瓷按下述方法制造。首先，将陶瓷的原料粉未用有机粘结剂粘结成型，接着焙烧该模制品得到陶瓷。

然而，如上制得的陶瓷，在其上述的焙烧过程中模制品多少总会产生收缩，而很难得到具高精度的形状和尺寸的陶瓷。

因此，在上述焙烧之后，为使上述陶瓷具有所需形状和尺寸，就有必要对该陶瓷进行切削或研磨等加工，处理。

但是，因经焙烧的陶瓷非常坚硬，作上述切削或研磨加工就会使成本增加。

于是，有人公开了一种具高精度的形状和尺寸的陶瓷，该陶瓷基本上消除了焙烧中产生的收缩，而无须进行如上所述的切削加工处理(参照特开平1-317157号公报)。

上述陶瓷用反应烧结法制造。例如，混合绝缘性和热传导性材料的氧化铝粉末和金属钛粉末，接着，将该混合物置于金属模中成型，然后，从金属模中取出该模制品，在氮气氛中焙烧制得。该陶瓷的结构特征为，所述陶瓷系在焙烧过程中，将生成自上述金属钛粉末的氮化钛粘结上述氧化铝粉末而成的反应烧结体。

该现有的陶瓷因上述金属Ti粉末和氮气反应而产生膨胀，所以可将焙烧中产生的模制品的收缩抑止在极小程度；又因该陶瓷系用低电介质材料的氮化钛粘结的，故可获得介电系数较低的氧化铝质陶瓷。

然而，该根据已有技术得到的陶瓷，须使与金属微粒反应的反应性气体通过模制品中的气孔由外部供给至模制品内部，结果，为使在陶瓷中生成约15-20％的大量气孔，损坏了机械强度及无机功能性材料的颗粒所具有的特性，这是反应烧结法所特有的问题。

另外，还有这样的问题：由于是在氮气氛中进行焙烧，对氮浓度进行控制及焙烧温度升高，则从降低制造成本的观点来说，都是不利的。

通常人们知道，在陶瓷中，焙烧后的气孔率越低，则越能发挥陶瓷本来的功能。即，当陶瓷为由氧化铝构成的场合，其导热系数变好；当陶瓷为磁性材料时，其磁饱和性能改善；当陶瓷为电介质材料时，其介电常数增大。

不过，气孔率在15-20％尚不能说充分。现有技术中，正是利用这一点，使金属粉末在氮气氛中反应烧结，作成氮化金属，以制取导热系数大的导热体。但是，此时，从成本上来说，这种方法是不利的。

本发明解决了上述课题。本发明的目的在于提供一种高尺寸精度的陶瓷及其制造方法，该陶瓷可最大限度地发挥无机功能性材料的颗粒的特性，赋予反应生成物的功能；同时，可将烧成中的成型体(坯件)的收缩抑止在极小的范围，并将气孔率抑止在更小的程度。

发明内容

为达到上述目的，本发明涉及一种陶瓷，包括：(a)氧化铝颗粒，及(b)散布于氧化铝颗粒中的MgAl₂O₄颗粒，所述MgAl₂O₄颗粒系由Al、MgO和至少一种选自GeO₂、Ge₂O₃、Y₂O₃及Ag₂O微粒组成的混合物在粒烧时的氧化反应而形成；且，其中，所述的MgAl₂O₄颗粒在焙烧时发生膨胀，而位于氧化铝颗粒之间的空隙填埋有MgAl₂O₄颗粒。

又，本发明的陶瓷的制造方法由；

将无机功能性材料粉末与由至少二种以上的金属微粒组成的混合物，或者与含有至少一种以上的金属微粒组成的混合物，或者与含有至少一种以上的金属微粒的无机化合物微粒的混合粉末混合的第一工序；

将在上述第一工序所得的混合物成形的第二工序，及

焙烧在上述第二工序所得的成型体(坯件)的第三工序组成。

根据上述步骤所得到的陶瓷，其由焙烧产生的尺寸变化率小，具有高精度的形状和尺寸，且在具充分的机械强度和作为无机功能性材料颗粒的特性之外，还具有作为复合氧化物的各种特性。究其原因，即因为：在焙烧中，金属微粒与从外部供给的氧作化学反应而形成氧化物，该氧化物在逐渐填埋了成形体(坯件)中的空隙的同时，与无机化合物进行化学反应，边形成一种复合氧化物，边填埋外部氧通过的气孔，从而显著减少气孔率。

附图说明