含钨氧化铝陶瓷发热基板制备方法

陶瓷发热基板是近几年开发出的新一代升级发热元件新产品，由于它具有环保性、高可靠性、长寿命等特点，正在替代以往普遍使用的含有铅成份的PTC加热元件，国内外应用市场前景广阔。因此研究高温氧化铝陶瓷发热基板产品的生产工艺技术被人们所日益重视。

流延成型作为薄片陶瓷材料的一种重要成型工艺，广泛应用于陶瓷基片及多层结构材料的制备中。它可以分为非水系和水系两类。非水系的流延工艺已经比较成熟，制备的陶瓷坯片结构均匀、强度高、柔韧性好，便于切割和加工，在工业生产中已广泛应用。但是非水系流延成型采用大量有机溶剂，严重污染环境，造成生产成本的提高。因此，研究成本低、无毒、绿色环保的水系流延技术已经成为不可逆转的趋势。

水系流延成型工艺使用水作为溶剂替代有机溶剂，由于水分子是极性分子，而粘结剂、塑性剂和分散剂等是有机添加剂，与水分子之间存在相容性的问题，因此在添加剂的选择上，需选择水溶性或者能够在水中形成稳定乳浊液的有机物以确保得到均一稳定的浆料。由此可见，在水系流延成型工艺中配制合适的浆料是关键。

为此，有中国学者发明了一种在可解决水系流延成型过程中溶剂(水)对粉料的湿润性较差、浆料除泡困难、挥发慢和干燥时间长，以及烧结后陶瓷与金属层结合力差等问题，能显著提高烧结合格率和生产效率的一种含钨氧化铝陶瓷发热基板的制备方法。其具体步骤如下：

1)配制陶瓷预混料和钨浆料

将蒸馏水、氧化镁、氧化钛、分散剂和塑化剂混合，然后加入氧化铝粉末并用氨水调节体系pH值，制成陶瓷预混料；将钨粉、粘结相、有机载体混合后放入振动球磨机中混磨，使浆料的平均粒径小于0.8μm，制成钨浆料；

2)球磨

将所制成的陶瓷预混料球磨，然后加入粘结剂混磨，使浆料的平均粒径小于0.3μm，之后加入消泡剂，进行真空除气，制成陶瓷浆料；

3)流延成型

将所制成的陶瓷浆料在流延机上流延成型并干燥，之后切片制成氧化铝生瓷片；

4)丝网印刷

将所制成的钨浆料经过丝网印刷技术均匀地沉积到氧化铝生瓷片的表面上；

5)烧结

将带有印刷膜的氧化铝生瓷片进行静置，干燥、排胶处理、烧结，得到烧结好的基板；

6)镀镍

采用化学镀镍工艺，将烧结好的基板放入含硫酸镍的镀液中保持，使烧结好的基板表面形成一层镍层，即得到含钨氧化铝陶瓷发热基板。

将采用上述制备方法生产的含钨氧化铝陶瓷发热基板用阿基米德法测试其密度≥3.8g/cm³；用电子万能试验机测试其抗拉强度≥150MPa；气密性≤1×10^-10Pa·m³/s；用绝缘电阻测试仪测得其绝缘电阻≥5×10⁹Ω；常温电阻70～200Ω；完全满足电子行业对陶瓷金属化产品的要求。

可以见得，含钨陶瓷发热基板性能好、质量好、成品率高，生产成本低；该方法通过合理的浆料配制以及合适的工艺路线，来提高陶瓷发热基板的整体性能和烧结合格率。并且该制备方法简单易行，操作方便，适合于规模化生产。所得产品能完全满足电子行业对陶瓷金属化产品的要求。本发明的陶瓷发热基板可广泛用于家用电器、医用消毒器、电暖设备等领域。

• < 前へ
• 次へ >