氧化铝陶瓷基板工艺研究

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氧化铝陶瓷基板生产工艺

氧化铝陶瓷基板生产工艺

氧化铝陶瓷基板生产工艺
氧化铝陶瓷基板生产工艺一般包括以下几个主要步骤:
1. 准备原料:将高纯度的铝粉和其他添加剂混合,使其均匀分散。

2. 成型:将混合后的原料放入模具中进行成型。

常见的成型方法有注塑成型、压制成型和浇铸成型等。

3. 烧结:将成型后的胚体进行高温烧结,使之形成致密的陶瓷结构。

烧结温度一般在1600-1800摄氏度之间,烧结时间根据具体工艺要求而定。

4. 加工修整:将烧结后的陶瓷基板进行加工修整。

主要包括机加工、磨削和抛光等工艺,以得到精确的尺寸和平滑的表面。

5. 检测质量:对陶瓷基板进行质量检测,包括外观检验、尺寸测量、机械性能测试、电性能测试等。

确保陶瓷基板符合相关要求。

6. 包装出厂:对通过质量检测的陶瓷基板进行包装,并进行出厂销售。

以上是常见的氧化铝陶瓷基板生产工艺步骤,实际生产中可能会根据具体要求进行调整和改进。

dpc陶瓷基板生产工艺

dpc陶瓷基板生产工艺

dpc陶瓷基板生产工艺DPC陶瓷基板生产工艺DPC陶瓷基板作为一种新型陶瓷材料,具有优异的导热性能和电气绝缘性能,广泛应用于电子器件的散热和隔离领域。

本文将详细介绍DPC陶瓷基板的生产工艺。

一、原料准备DPC陶瓷基板的主要原料是氧化铝和氧化锆,这两种材料具有较高的熔点和良好的导热性能。

在生产过程中,需要按照一定的比例将氧化铝和氧化锆粉末混合均匀。

二、浆料制备将混合均匀的氧化铝和氧化锆粉末与有机溶剂和分散剂混合,形成浆料。

浆料的质量要求高,需要经过多次搅拌和过滤,确保粒子分散均匀,无杂质。

三、浆料成型浆料成型是DPC陶瓷基板生产的关键步骤之一。

常用的成型方法有注射成型、压制成型和挤出成型。

其中,注射成型是目前应用最广泛的方法之一。

通过将浆料注入成型模具,利用压力使浆料充满整个模具,并通过热处理使其固化。

四、烧结成型后的DPC陶瓷基板需要进行高温烧结,以使其结构更加致密,提高导热性能和机械强度。

烧结温度一般在1500℃以上,烧结时间根据基板的厚度和尺寸而定。

在烧结过程中,需要控制好烧结温度和保持一定的气氛,以避免基板表面氧化。

五、表面处理烧结后的DPC陶瓷基板需要进行表面处理,以提高其平整度和光洁度。

常用的表面处理方法有机械抛光和化学机械抛光。

通过这些方法,可以使基板表面达到亚微米级的光洁度要求。

六、检验和包装生产完成后,需要对DPC陶瓷基板进行严格的检验。

主要包括外观检查、尺寸测量、导热性能测试等。

合格的产品经过包装后,可以进行出货。

DPC陶瓷基板的生产工艺包括原料准备、浆料制备、浆料成型、烧结、表面处理、检验和包装等环节。

每个环节都需要严格控制工艺参数,以确保产品的质量和性能。

随着技术的不断进步,DPC陶瓷基板的生产工艺也在不断优化,以满足不同领域对高性能陶瓷材料的需求。

细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究

细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究

第42卷第9期2023年9月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.9September,2023细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究邓佳威1,熊新锐1,徐协文1,刘㊀鹏1,杨现锋1,谢志鹏2(1.长沙理工大学材料科学与工程学院,长沙㊀410004;2.清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京㊀100083)摘要:采用砂磨工艺获得了亚微米氧化铝复合粉体,用于制备微晶氧化铝陶瓷基板,研究了浆料组成对浆料流变学性质㊁生坯密度㊁生坯应力-应变行为的影响,以及烧结制度对平均晶粒尺寸和基板抗弯强度的影响㊂结果表明,固相含量㊁R 值(增塑剂和黏结剂的质量比)和分散剂用量等关键因素决定了流延浆料的流变学性质㊂R 值增大导致生坯强度和密度降低,提高固相含量有利于增加最大可流延厚度,优化工艺条件下可制备0.16~1.20mm 的坯片㊂当烧结温度为1550ħ㊁升温速率为2.5ħ/min㊁保温时间为60min 时,制备的陶瓷基板平均晶粒尺寸为1.1μm 左右,晶粒尺寸分布均匀,抗弯强度达到(440ʃ25)MPa㊂关键词:氧化铝;陶瓷基板;流延成型;晶粒尺寸;烧结制度中图分类号:TQ174㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)09-3306-09Tape Casting and Microstructure Controlling of Fine Grained Al 2O 3Ceramic SubstrateDENG Jiawei 1,XIONG Xinrui 1,XU Xiewen 1,LIU Peng 1,YANG Xianfeng 1,XIE Zhipeng 2(1.School of Materials Science and Engineering,Changsha University of Science &Technology,Changsha 410004,China;2.State Key Laboratory of New Ceramic and Fine Processing,School of Materials Science and Engineering,Tsinghua University,Beijing 100083,China)Abstract :The submicron Al 2O 3composite powder was obtained by sand milling process,which was used to prepare fine grained Al 2O 3ceramic substrates.The effect of slurry composition on rheological properties of slurry,bulk density and stress-strain behavior of green tape was investigated,and the influence of sintering schedule on average grain size and flexural strength of ceramic substrate was also studied.The results show that key factors such as solid content,R value (mass ratio of plasticizer to binder)and dispersant dosage determine the rheological properties of slurry.The increase of R value leads to the reduction of tensile strength and density of green tape,and the increase of solid content is beneficial to increase the possible maximum casting thickness.Under the optimized process conditions,0.16~1.20mm green sheets can be prepared.At a sintering temperature of 1550ħ,a heating rate of 2.5ħ/min and a holding time of 60min,the average grain size of the prepared ceramic substrate is about 1.1μm,the grain size distribution is uniform,and the flexural strengthreaches (440ʃ25)MPa.Key words :Al 2O 3;ceramic substrate;tape casting;grain size;sintering schedule 收稿日期:2023-05-11;修订日期:2023-05-29基金项目:国家自然科学基金(52172063);江西省重点研发计划(20232BBE50029)作者简介:邓佳威(1994 ),男,硕士研究生㊂主要从事工程陶瓷材料方面的研究㊂E-mail:180****6393@通信作者:杨现锋,博士,教授㊂E-mail:yangxfcsut@0㊀引㊀言氧化铝陶瓷具有原料来源丰富㊁价格低廉㊁绝缘性高㊁耐热冲击㊁抗化学腐蚀及机械强度高等优点,是一种综合性能优异的陶瓷基片材料,占陶瓷基片材料总量的80%以上㊂国内电子封装领域的氧化铝基板年需求量超过100万平方米㊂在功率器件㊁5G 通信㊁压力传感器等领域,高性能96(Al 2O 3质量分数约为96%)和第9期邓佳威等:细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究3307㊀99(Al 2O 3质量分数达到99%)氧化铝陶瓷基板得到了广泛应用㊂为适应器件高功率㊁高密度封装和长寿命的要求,氧化铝基板需要具备更高的热导率㊁抗弯强度㊁介电常数㊁可靠性以及更低的介质损耗[1-2]㊂陶瓷基板的流延成型主要采用有机流延浆料或水系流延浆料体系㊂有机流延浆料采用二元或三元共沸溶剂体系,具有挥发速度快㊁浆料稳定㊁坯体缺陷尺寸小以及与其他有机添加剂相容性好等优点,在氧化铝基板的工业化生产中得到广泛应用㊂但有机流延体系所用的有机溶剂对人体和环境有害,对尾气处理要求高,限制了其进一步应用㊂水系流延体系使用水代替有机溶剂,虽然克服了有机流延体系的环境危害问题,但是存在水与有机添加剂相容性较差的问题,流延浆料极易发生沉降,并且由于水中羟基含量较高,粉体团聚现象明显㊂此外,由于水的挥发速度较慢,干燥过程中容易发生干裂和翘曲现象[3-4]㊂细晶化是提高氧化铝基板性能的主要途径,细晶氧化铝陶瓷的显微结构更均匀,机械性能和可靠性显著提升[5-6]㊂氧化铝粉体的颗粒大小和粒度分布是影响氧化铝陶瓷显微结构的首要因素,粒度分布窄的亚微米氧化铝粉体有利于制备细晶氧化铝陶瓷[7-8]㊂此外,采用纳米级的烧结助剂或者采用新型的烧结助剂也是降低烧结温度和控制氧化铝晶粒尺寸的主要途径[9-10]㊂影响氧化铝陶瓷晶粒大小的另外一个决定性因素是烧结制度,研究者一般采用低温烧结或者二步烧结㊁放电等离子体烧结㊁震荡压力烧结等特种烧结技术来抑制氧化铝晶粒长大,从而获得细晶结构[11-15]㊂然而,这些研究主要关注单一影响因素对氧化铝陶瓷显微结构的影响,而高性能细晶氧化铝陶瓷基板的制备需要建立粉体特征㊁浆料流变学性质㊁烧结制度和力学性能之间的关联㊂本文采用砂磨+喷雾干燥工艺,获得粒度分布集中的亚微米氧化铝粉体并使助烧剂均匀分散,然后研究了有机溶剂组成对浆料流变学性质和成型性能的影响;重点通过优化烧结制度获得微晶化显微结构并分析了烧结制度对基片抗弯强度的影响,采用透射电子显微镜分析了烧结助剂的分布与存在形式,旨在为高性能氧化铝陶瓷基板的材料设计和工艺优化提供参考㊂1㊀实㊀验1.1㊀原㊀料采用Alteo 公司的氧化铝粉体(P662LSB),D 50为3.4μm㊂流延成型采用有机溶剂体系,包括无水乙醇(国药集团药业股份有限公司)㊁乙酸乙酯(国药集团药业股份有限公司)和乙酸丁酯(国药集团药业股份有限公司)㊂有机黏结剂采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB,国药集团药业股份有限公司)㊂增塑剂采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP,国药集团药业股份有限公司)㊂烧结助剂为CaCO 3(上海亮江钛白化工制品有限公司,D 50为300nm)㊁纳米SiO 2(江苏天行新材料有限公司,D 50为60nm)㊁纳米MgO(宣城晶瑞新材料有限公司,D 50为100nm)㊂分散剂为蓖麻油(CHO)和三油酸甘油酯(GTO)㊂按照Al 2O 396%+CaO 1%+MgO 1%+SiO 22%的质量比在砂磨机(长沙西丽纳米研磨科技有限公司,XL-1L,0.8mm 锆球,转速1200r /min)中研磨40min,得到的浆料通过喷雾干燥制得原料粉体㊂氧化铝粉体和砂磨后粉体的粒度分布㊁颗粒形貌分别如图1㊁2所示㊂砂磨后,原料粉体的D 50为0.8μm㊂图1㊀砂磨处理前后粉体的粒度分布曲线Fig.1㊀Particle size distribution of powder before and after sand milling3308㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图2㊀砂磨处理前后粉体的SEM照片Fig.2㊀SEM images of powder before and after sand milling1.2㊀试验过程将原料粉体和溶剂在行星球磨机中混合120min,转速为600r/min,然后加入黏结剂和增塑剂继续混合120min,转速为600r/min,最后将转速降至300r/min混合30min得到流延成型用的浆料㊂得到的浆料在真空除泡机(TPJ,北京东方泰阳科技有限公司)上除泡,除泡后在流延成型机(LYJ-253-3,北京东方泰阳科技有限公司)上流延得到生坯片㊂将生坯片裁剪后放入排胶炉中排胶,然后在马弗炉中进行常压烧结㊂排胶制度为:在0~200ħ以0.5ħ/min的速率升温,在200~600ħ以1ħ/min的速率升温,达到600ħ后保温120min㊂1.3㊀测试与表征采用排水法测试材料的体积密度㊂采用电脑式伺服拉压力试验机(PT-1176,东莞市宝大仪器有限公司)测试流延生坯片(13mmˑ1.4mmˑ2.0mm)的拉伸强度和应力-应变曲线㊂切割烧结后的基片,得到13mmˑ1.0mmˑ2.0mm的样品,测试基片材料的三点抗弯强度㊂采用旋转流变仪(DHR-2,TA,美国)测试浆料的流变学性质㊂对陶瓷基本表面进行抛光研磨后,在马弗炉中进行热腐蚀处理(1200ħˑ0.5h),然后使用场发射扫描电子显微镜(Hitachi,S4800,日本)观察晶粒形貌并采用ImageproPlus软件统计测量晶粒平均尺寸㊂采用透射电子显微镜(Tecnai,F30,日本)分析表征晶界结构和助烧剂元素的分布状况㊂2㊀结果与讨论2.1㊀浆料组成对浆料流变学性质的影响浆料黏度是陶瓷粉体-液相分散体系内部复杂相互作用的综合反映,是影响流延坯片质量的重要参数㊂本文研究了固相含量㊁R值和分散剂含量对浆料黏度的影响,剪切黏度随剪切速率的变化曲线如图3所示㊂流延成型过程中,剪切速率可以通过膜带速率和刀口高度之比进行估算㊂对于本研究制备的浆料,当剪切速率在1~3s-1时,表观黏度-剪切速率曲线陡峭,剪切速率轻微变化就会导致黏度剧烈变化,对流延过程产生不利影响㊂固相含量是影响流延浆料黏度的首要因素㊂由图3(a)可知,当固相含量由26%(体积分数)增大到28%时,浆料黏度显著增大㊂图3(b)为不同R值时剪切黏度随剪切速率的变化㊂由图可知,随着R值增大,浆料黏度显著降低㊂这是因为增塑剂小分子插入黏结剂聚乙烯醇缩丁醛(PVB)高分子链之间,增加了长链的距离,起到了润滑作用从而降低了黏度㊂图3(c)分别采用了蓖麻油(CHO)㊁三油酸甘油酯(GTO)和CHO与GTO的混合分散剂(质量比1ʒ1),考察了不同分散剂对浆料流变学性质的影响,可以发现GTO的引入可以显著降低浆料的黏度㊂但当单独采用GTO时,由于GTO的引入量较高,GTO在润湿粉体表面的同时,显著减弱了粉体颗粒之间的粘合力,导致生坯容易出现开裂缺陷㊂因此本研究采用GTO和CHO复合分散剂[16]㊂2.2㊀坯片流延成型本研究接着探讨了R值对流延生坯拉伸强度㊁体积密度和应力-应变行为的影响,结果如图4所示㊂由图4(a)可知,随着R值增大,生坯片的拉伸强度呈下降趋势,这是由于在黏结剂和增塑剂总量不变的情况第9期邓佳威等:细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究3309㊀下,R 值增大意味着黏结剂PVB 降低,而黏结剂PVB 是生坯强度的主要决定因素㊂此外,R 值增大,生坯片的密度也明显下降,这是因为增塑剂DBP 的密度低于黏结剂PVB,添加总质量不变的情况下,R 值增大,增塑剂和黏结剂的体积增加,生坯片的密度下降㊂图4(b)为各R 值下坯片的应力-应变曲线㊂结果表明R 值为60时,生坯片可以承受更大的应变而不断裂,展现了更好的柔韧性㊂图3㊀浆料组成对流变学行为的影响Fig.3㊀Influence of suspension composition on rheologybehavior 图4㊀R 值对生坯性能的影响Fig.4㊀Influence of R value on properties of greentape 图5㊀不同固相含量浆料的最大流延厚度及干燥收缩Fig.5㊀Maximum tape thickness and drying shrinkage of suspension with different solid content 在基片的流延成型中,一般通过调节浆料的黏度来满足不同厚度基片的制备㊂本文对比研究了不同固相含量能够流延成型的最大基片厚度及其对应的干燥收缩,结果如图5所示㊂随着固相含量的增加,浆料黏度增加,可以成型的基片最大厚度变大㊂当固相含量为22%时,最大厚度约为0.6mm,对应收缩率接近75%;固相含量为28%时,可以制备得到完好的基片生坯,其厚度约为1.4mm,对应收缩率约为55%㊂以流延刀口高度2.5mm 为例,不同固相含量流片坯片外观如图6所示㊂当固相含量较低(22%和24%)时,由于浆料黏度较低,无法保持较厚液膜的稳定摊平,液膜厚度不一致㊂另外溶剂含量高,干燥收缩大,会导致干燥后的坯片出现开裂㊂当固相含量为30%时,浆料黏度过高,无法完成流延㊂对于固相含量3310㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷26%和28%的浆料,黏度适中,可以得到外观质量好㊁无明显缺陷的坯片㊂但是,高黏度浆料中容易裹挟气泡,干燥过程中可能导致坯片表面出现针孔,需要通过添加消泡剂或者改善球磨和除泡工艺以消除此类缺陷㊂图7所示为优化工艺条件下得到的0.16~1.20mm 生坯片㊂图6㊀不同固相含量浆料的坯片照片(刀口厚度2.5mm)Fig.6㊀Green blank made from suspension with different solid content (blade height:2.5mm)图7㊀不同厚度的生坯片Fig.7㊀Green blank with different thickness 2.3㊀烧结制度对基板显微结构和抗弯强度的影响氧化铝陶瓷基板的致密度㊁晶粒尺寸及均匀性直接影响基板的强度㊁韧性和可靠性㊂烧结过程中氧化铝晶粒的生长对温度非常敏感,易快速生长或各向异性生长㊂本文研究了烧结温度㊁保温时间和升温速率三个关键因素对氧化铝陶瓷基板显微结构的影响㊂图8为不同烧结温度下的基板的断片显微结构及晶粒尺寸分布统计㊂当烧结温度为1530和1550ħ㊁保温时间为60min㊁升温速率为2ħ/min 时,平均晶粒尺寸约1.1μm,晶粒尺寸分布均匀㊂当烧结温度为1570ħ时,出现了明显的异常长大,平均晶粒尺寸超过3.4μm㊂烧结基板的体积密度测试结果表明,当烧结温度为1530ħ时,基片的密度为95%,烧结温度为1550ħ时,相对密度达到98%㊂因此,选择烧结温度为1550ħ,分别研究保温时间和升温速率对基片显微结构的影响㊂图9为不同保温时间和升温速率下的断面SEM 照片及晶粒尺寸分布㊂由图9(a)㊁(b)可知,延长保温时间会明显导致晶粒长大和晶粒尺寸分布不均匀㊂当保温时间为120min 时,平均晶粒尺寸超过3μm㊂由图9(c)可知,当升温速率降低至1ħ/min 时,平均晶粒尺寸增大到3.39μm㊂因此,降低升温速率也不利于抑制氧化铝晶粒的长大㊂助烧剂在氧化铝陶瓷的烧结过程中扮演着重要角色,本文采用透射电子显微镜表征了晶界结构和助烧剂元素的分布状态,如图10所示㊂由图10(a)可知,两个氧化铝晶粒之间的相邻晶界和三角晶界处存在非结晶的玻璃相区域㊂图10(b)所示区域的元素分布如图10(c)~(f)所示㊂对比发现,Ca 和Mg 元素主要富集在三角晶界处形成玻璃相㊂Mg 元素均匀分布在样品中,没有参与玻璃相的形成㊂图10(f)中显示的ZrO 2颗粒由砂磨介质磨损引入,ZrO 2颗粒的引入能够起到应力诱导相变增韧的效果㊂图11所示为烧结制度对基板抗弯强度的影响㊂对比分析可知,抗弯强度的变化与晶粒平均尺寸的变化规律呈明显的相关性,平均晶粒细小的基板对应较高的抗弯强度㊂在烧结温度为1550ħ㊁升温速率为第9期邓佳威等:细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究3311㊀2ħ/min㊁保温时间为60min 时,抗弯强度达到(440ʃ25)MPa,达到同类产品的先进水平㊂图12为该条件下制备的80mm ˑ80mm ˑ1.0mm 陶瓷基板,外观平整,无明显翘曲和变形㊂图8㊀不同温度下烧结基板的断面SEM 照片和晶粒尺寸分布Fig.8㊀SEM images and grain size distribution of fracture surface of substrate sintered at differenttemperatures3312㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图9㊀不同保温时间和升温速率下烧结基板的断面SEM 照片和晶粒尺寸分布Fig.9㊀SEM images and grain size distribution of fracture surface of substrate sintered at different holding time and heatingrate 图10㊀氧化铝基板晶界区域结构的TEM 照片和断面元素分布Fig.10㊀TEM images and element distribution of grain boundary structure in Al 2O 3substrate第9期邓佳威等:细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究3313㊀图11㊀烧结温度㊁保温时间和升温速率对陶瓷基板抗弯强度的影响Fig.11㊀Influences of sintering temperature,holding time and heating rate on flexural strength of ceramicsubstrate 图12㊀氧化铝陶瓷基板照片(80mm ˑ80mm ˑ1.0mm)Fig.12㊀Image of Al 2O 3ceramic substrate (80mm ˑ80mm ˑ1.0mm)3㊀结㊀论1)采用砂磨方法制备得到的亚微米复合粉体D 50为0.8μm,采用PVB 作为黏结剂,DBP 作为增塑剂,GTO 和CHO 作为复合分散剂,制备了最高固相体积分数为28%的适合流延成型的浆料,通过优化工艺制备了0.16~1.20mm 的坯片㊂R 值增大导致生坯强度和密度降低,合适的R 值为60㊂2)烧结基板的平均晶粒尺寸与烧结温度㊁保温时间和升温速率等参数紧密相关㊂在烧结温度为1550ħ㊁升温速率为2ħ/min㊁保温时间为60min 时,制备的陶瓷基板平均晶粒尺寸在1.1μm 左右,晶粒尺寸分布均匀,抗弯强度达到(440ʃ25)MPa㊂参考文献[1]㊀MA M,WANG Y,NAVARRO-CÍA M,et al.The dielectric properties of some ceramic substrate materials at terahertz frequencies[J].Journalof the European Ceramic Society,2019,39(14):4424-4428.[2]㊀VALDEZ-NAVA Z,KENFAUI D,LOCATELLI M L,et al.Ceramic substrates for high voltage power electronics:past,present and future[C]//2019IEEE International Workshop on Integrated Power Packaging (IWIPP),Toulouse,France,2019.[3]㊀KRISHNAN P P R,VIJAYAN S,WILSON P,et al.Aqueous tape casting of alumina using natural rubber latex binder [J ].CeramicsInternational,2019,45(15):18543-18550.[4]㊀吕子彬,海㊀韵,吕金玉,等.陶瓷基片流延成型用浆料研究进展[J].武汉理工大学学报,2021,43(6):7-14.LYU Z B,HAI Y,LYU J Y,et al.Research of slurry in ceramic substrate casting[J].Journal of Wuhan University of Technology,2021,43(6):7-14(in Chinese).[5]㊀KAMBALE K R,MAHAJAN A,BUTEE S P.Effect of grain size on the properties of ceramics[J].Metal Powder Report,2019,73(3):130-136.[6]㊀TENG X,LIU H,HUANG C.Effect of Al 2O 3particle size on the mechanical properties of alumina-based ceramics[J].Materials Science &3314㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷Engineering A,2007,452(5):545-551.[7]㊀LEE H M,HUANG C Y,WANG C J.Forming and sintering behaviors of commercialα-Al2O3powders with different particle size distribution andagglomeration[J].Journal of Materials Processing Tech,2009,209(2):714-722.[8]㊀李建忠,张㊀勇,徐大余.氧化铝粉体性能对流延法生产陶瓷基板的影响[J].硅酸盐通报,2011,30(2):345-347+366.LI J Z,ZHANG Y,XU D Y.Influence of alumina raw materials on ceramic slices fabricated by tape casting[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2011,30(2):345-347+366(in Chinese).[9]㊀KZAB C,RHA B,GDAB C,et al.Effects of fine grains and sintering additives on stereolithography additive manufactured Al2O3ceramic[J].Ceramics 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氧化铝基板烧结工艺

氧化铝基板烧结工艺

氧化铝基板烧结工艺氧化铝基板烧结工艺是一种常用的制备氧化铝陶瓷材料的方法。

氧化铝陶瓷具有优良的绝缘性能、高熔点和耐高温性能,因此在电子、机械、航空航天等领域有着广泛的应用。

本文将介绍氧化铝基板烧结工艺的基本原理、工艺流程和影响烧结效果的因素。

1. 基本原理氧化铝基板烧结工艺是通过将氧化铝粉末经过一系列的处理和烧结过程,使其形成致密的结构。

烧结过程中,氧化铝粉末颗粒之间发生相互结合,形成颗粒间的颈部,最终形成致密的结构。

这种致密的结构使得氧化铝陶瓷具有优良的物理性能。

2. 工艺流程氧化铝基板烧结工艺一般包括以下步骤:(1)原料准备:选择高纯度的氧化铝粉末作为原料,并根据需求进行筛分和研磨处理,以获得均匀的颗粒粒径分布。

(2)浆料制备:将经过处理的氧化铝粉末与有机添加剂和溶剂混合,形成均匀的浆料。

添加剂的选择和控制可以影响烧结过程中的颗粒结合和致密度形成。

(3)浇注成型:将浆料倒入模具中,通过振动和压实等方式排除气泡,形成所需形状的绿胚。

(4)干燥:将绿胚进行适当的干燥处理,以去除浆料中的溶剂。

(5)烧结:将干燥后的绿胚置于高温炉中进行烧结。

烧结温度一般在1600~1800摄氏度之间,时间根据烧结效果的要求确定。

(6)表面处理:经过烧结后的氧化铝基板可以进行表面处理,如抛光、切割等操作。

3. 影响烧结效果的因素氧化铝基板烧结工艺的效果受多种因素的影响,主要包括原料性质、添加剂、烧结温度和时间等。

(1)原料性质:原料的纯度、颗粒大小和形状会影响烧结过程中的颗粒结合情况和致密度形成。

高纯度的氧化铝粉末可以提高烧结体的致密性和机械性能。

(2)添加剂:添加剂的选择和控制可以影响烧结过程中的颗粒结合和致密度形成。

常用的添加剂包括结合剂、增稠剂和抗烧结助剂等。

(3)烧结温度和时间:烧结温度和时间是决定烧结效果的重要参数。

过低的温度和时间会导致烧结不完全,致使陶瓷材料的致密性和力学性能不佳;过高的温度和时间则容易引起颗粒过度生长和晶粒长大,影响材料的细晶化效果。

氧化铝基复相陶瓷的制备工艺及性能研究的开题报告

氧化铝基复相陶瓷的制备工艺及性能研究的开题报告

氧化铝基复相陶瓷的制备工艺及性能研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
通过化学反应或物理方法合成陶瓷材料已经成为现代陶瓷工业中的一个重要部分。

氧化铝基复相陶瓷是一种应用广泛和性能优异的陶瓷材料,具有高温强度、化学稳定性、耐磨性和抗氧化性等优秀的性能。

因此,氧化铝基复相陶瓷被广泛应用于高温结
构材料、热障涂层、航空、汽车、电子器件等领域中。

然而,在制备过程中,复相陶
瓷的制备工艺和性能研究仍然存在许多问题需要解决。

因此,本论文旨在研究氧化铝
基复相陶瓷的制备工艺和性能,并探究其在实际应用中的应用。

二、研究内容和方法
本文将研究氧化铝基复相陶瓷的制备工艺和性能,并探究其在实际应用中的应用。

具体研究内容如下:
1. 氧化铝基复相陶瓷的制备工艺
利用化学反应或物理方法制备氧化铝基复相陶瓷,选择适合需求的材料、细化粉末、制备坯体、烧结处理以及生产成型等工艺,研究制备过程与制备条件对氧化铝基
复相陶瓷性能的影响。

2. 氧化铝基复相陶瓷的性能研究
研究氧化铝基复相陶瓷的微观结构、物理化学性质、力学性能、抗氧化性能和耐蚀性能等方面的特点,通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察样品的形貌,并进行化学分析、拉伸实验、硬度测定和抗氧化性能测试等。

三、预期成果及意义
本文的研究意义在于将制备氧化铝基复相陶瓷的制备工艺和性能进行深入研究,并为其实际应用提供理论依据和技术支持;同时,通过对材料的微观结构和性能的系
统分析,可以更好地指导工业制备陶瓷材料和开发新型陶瓷材料。

预期成果包括氧化
铝基复相陶瓷的优化制备工艺和性能表现,以及其在实际应用中的性能评价和应用前景。

一种996氧化铝陶瓷基板的制备方法与流程

一种996氧化铝陶瓷基板的制备方法与流程

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一种996氧化铝陶瓷基板的制备方法

一种996氧化铝陶瓷基板的制备方法

一种996氧化铝陶瓷基板的制备方法一、引言996氧化铝陶瓷基板是一种常用的高性能基板材料,具有优良的导热性能、高强度、耐腐蚀等特点,因此在电子、光电子、航空航天等领域得到广泛应用。

本文将针对996氧化铝陶瓷基板的制备方法进行全面评估,并撰写一篇深度广度兼具的文章。

二、传统制备方法1. 原料选择:传统制备方法通常选用氧化铝为主要原料,辅以少量的添加剂,通过混合、压制、烧结等工艺制备而成。

2. 工艺流程:将原料混合均匀后,经过模压成型,然后进行烧结处理,最终得到氧化铝陶瓷基板。

三、新型制备方法1. 原料创新:新型制备方法对原料进行了改进,采用了新型的氧化铝颗粒和添加剂,能够提高产品的性能和降低成本。

2. 工艺创新:新型制备方法引入了先进的成型工艺和烧结工艺,通过微波烧结、压电热烧结等技术,实现了高温、高压下的快速烧结,提高了产品的致密度和导热性能。

四、评估1. 深度评估:新型制备方法在原料选择、工艺流程等方面进行了深入优化,能够满足不同领域对996氧化铝陶瓷基板的需求,具有深度的研究价值。

2. 广度评估:新型制备方法的推出,为工业生产提供了更多的选择,能够满足不同规格、不同性能要求的996氧化铝陶瓷基板的制备,具有广度的市场应用价值。

五、文章总结本文对996氧化铝陶瓷基板的制备方法进行了全面评估,并介绍了新型制备方法的创新之处。

新型制备方法的推出将为相关领域的工业生产和科研提供更多选择,具有广泛应用前景。

我对这一领域的发展具有乐观的态度,相信在不久的将来会有更多创新的制备方法涌现。

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氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法

氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法

氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法
一、什么是氧化铝陶瓷板?
氧化铝陶瓷板是一种由氧化铝粉料和有机粘合剂制成的新型材料,由
于材料本身具有抗酸、抗碱、耐热以及耐腐蚀性,因此在现代工业中得到
了广泛的应用。

氧化铝陶瓷板具有良好的抗破坏性,优良的抗腐蚀性,强
度高,裁剪精确,表面美观等优点,因此在电子、化工、石油、热力、火
力及其他工业中得到了广泛的应用。

二、氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程
1、预处理:氧化铝陶瓷基板在进行加工前,首先需要经过预处理,
包括翻板、切割、打磨和橡胶头磨光等操作,以确保加工的质量和设备的
寿命。

2、切割:在切割加工中,钻孔铣削机将氧化铝陶瓷基板上需要铣削
的图形特征完美地切割出来,以保证良好的加工质量。

3、二次处理:在这一步,工人们将氧化铝陶瓷基板进行二次处理,
这样可以使切割出来的图形特征更加完美,同时也可以减少基板表面的磨损。

4、风压成型:通过选用风压机成型可以使基板表面的缺陷更加精细,使基板本身具有良好的加工精度和抗破坏性。

5、型材压延:型材压延是为了去除基板表面的毛刺、裂缝、局部凹
凸等不规则,使基板表面更加光滑。

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