CN105503160B - 一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片，所述瓷片由以下组份配制而成：碳酸钙1.2—3.4%，二氧化硅1.0—1.3%，三氧化二铝92—95%，二氧化锆0.1—0.5%，石英1.2—1.27%，高岭土1.4—1.5%，烧滑石0.1—0.5%。同一平面的不同区域或点的抗折强度能够保持保持一致，不同区域或点的抗折强度均能保持在700 Mpa，才能使本发明的产品应用在大功率的工作环境中。

Description

一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片及其加工方法

技术领域

本发明涉及电子陶瓷生产技术领域，特别涉及一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片及其加工方法。

背景技术

压电马达和压电变压器等电子元器件在大功率工作状态下，往往会因谐振时大幅度振动引起应力破坏，振动时由内摩擦和介质损耗会产生大量的热，长时间振动由会导致疲劳性破坏。这就要求相应的陶瓷材料具有力学强度高、机电转换效率高、机电损耗小等特点，来满足在大功率状态下工作的需要。这样对工作在这些环境中有电子陶瓷元器件提出了更高的要求，特别是需要后续进行金属化封接的电子陶瓷元器件更是如此。

现有技术方案的陶瓷原材料配方，通常是使用锻烧氧化铝、碳酸钙、高岭土和烧滑石，现有技术具体有以下几方面的缺陷：产品致密度低，化学稳定性差，抗折强度低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片，以及该新能源汽车四元系95氧化铝瓷片的加工方法，本发明提高产品致密度，从而解决后续金属化封接时漏气等不良问题；提高抗折强度，从而提高产品能够应用在一些大功率的电子元器件上，开拓产品市场。

所述技术方案如下：

提供了一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片，所述瓷片由以下组份配制而成：

碳酸钙 1.2—3.4%，

二氧化硅 1.0—1.3%，

三氧化二铝 92—95%，

二氧化锆 0.1—0.5%，

石英 1.2—1.27%，

高岭土 1.4—1.5%，

烧滑石 0.1—0.5%。

另一方面，本发明提供了一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：

步骤一，配料：称取预定量的各组分混合成混合粉料，其中，三氧化二铝的含水量要求≤0.03%；

步骤二，将混合粉料采用球磨方式进行粉碎：其中，混合粉料与球的重量配比为1：3，球磨之前在混合粉料中添加0.3%的油酸，然后放置于密闭的圆柱形滚筒内，球磨16～22小时，使球磨后的混合粉料的粉体粒度在1μm以下；

步骤三，制成蜡饼：按混合粉料重量的11%添加白蜡和混合粉料重量的0.5%添加黄蜡，加热熔化、搅拌，去除蜡中的水分，再将混合粉料放入到料桶中进行搅拌3小时以上成为混合浆料，使混合料浆中的空气充分排除后制成蜡饼；

步骤四，热压成型：将蜡饼在金属模具中采用热压成型的方式制成瓷管；

步骤五，排蜡：按温度曲线230℃、450℃、590℃、890℃ 四个温度段进行升温，且以50分钟/钵的速度往窑内推进将瓷管内的蜡排除；

步骤六，清灰：采用对瓷管加金刚砂料的混合物放入振动机的料桶内以1.5Hz的频率振动进行清灰；

步骤七，烧结：从室温逐渐升温到1150℃烧结260分钟，再继续升温到1585℃烧结80分钟，然后保温50分钟，自然冷却。

步骤八，清砂：采用对烧结后的瓷管加圆形金刚石的混合物放入振动机的料桶内以4Hz的频率振动进行清砂。

优选地，所述加工方法还可以包括以下步骤：

研磨，将产品按要求研磨成符合尺寸要求的白瓷成品，以符合陶瓷金属化相关技术对产品封接面的要求。

表面处理，将产品表面及产品内部在生产过程中产生的有机物通过表面处理工艺后达陶瓷金属化工艺印刷前的要求。

陶瓷金属化印刷，本发明的产品采用陶瓷金属化技术—钼锰法，为了适用陶瓷金属化印刷工艺的要求，保证元件性能的重复性及有利于陶瓷元件的烧结，浆料中的钼、锰金属粉末，必须控制在平均粒度尺寸在1～2μm之间，因此，通过多次试制，最终确定钼粉：锰粉=4：1比例配成钼锰金属混合粉末通过球磨工序便钼、锰金属粉末符合此要求，再在其中加适量的硝棉溶液及草酸二乙酯，搅拌均匀，直到钼锰浆料能沿玻璃棒成线状状流下为准，每次印刷前如稠度不合适，可再加入少量硝棉溶液或者草酸二乙酯进行调节，将准备好的钼锰浆料通过丝网印刷在陶瓷产品表面，厚度控制在50μm以下。

干燥与烧结，将印刷了金属钼锰层的陶瓷产品先进自然干燥后再进行加热干燥。自然干燥就是在常温下搁置一段时间；加热干燥就是将钼锰浆料中的有机物或溶剂挥发，为了防止印刷的钼锰层表面干燥硬化，本发明的产品采用红线干燥，可以使钼锰层干燥效果非常均匀。

陶瓷印刷的钼锰金属层烧结，因产品要具有电物理性能，所以陶瓷金属化烧结就成了本发明的产品的关键性工艺，烧结后的产品使钼锰金属层与陶瓷圆片有机结合在一起，即钼锰金属层通过专用烧结炉烧结后，使钼锰金属的部分分子完全惨透或扩散到陶瓷层里面，在陶瓷圆片与钼锰金属层的结合处，生成了尖晶石型化合物，从面实现与陶瓷圆片之间有很高的结合强度，并能够承受一定的垃力(≧100MPa)。

陶瓷金属化烧结后的产品，很容易氧化，必须在比较短的时间内进行上镍处理，同时也是为改善陶瓷金属化产品的封接技术(即改善焊接时陶瓷金属化层与焊接料的润湿性能)的需要，便上镍方法有烧镍、电镀镍等多种工艺技术，本发明的产品经过多次非常严格的试制，最终确定采用镀镍技术对陶瓷金属化产品在金属化烧结后立即进就进行电镀镍，优点是周期短，电极上采用的镍板纯度可达99.5%，效果更好。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

同一平面的不同区域或点的抗折强度能够保持保持一致，如有产品尺寸是Φ15.0mm ×5.0mm，从A、B、C三个不同点进行抗折强度，进行测试均700 Mpa，而Q/OKVL001-2003技术标准只要求290 Mpa。不同区域或点的抗折强度均能保持在700 Mpa，才能使本发明的产品应用在大功率的工作环境中。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实施例提供了一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片，所述瓷片由以下组份配制而成：

碳酸钙 1.2—3.4%，

二氧化硅 1.0—1.3%，

三氧化二铝 92—95%，

二氧化锆 0.1—0.5%，

石英 1.2—1.27%，

高岭土 1.4—1.5%，

烧滑石 0.1—0.5%。

实施例二

本实施例提供了一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：

步骤一，配料：称取预定量的各组分混合成混合粉料，其中，三氧化二铝的含水量要求≤0.03%；其中，各组分的含量如实施例一所述。

步骤二，将混合粉料采用球磨方式进行粉碎：其中，混合粉料与球的重量配比为1：3，球磨之前在混合粉料中添加0.3%的油酸，然后放置于密闭的圆柱形滚筒内，球磨16～22小时，使球磨后的混合粉料的粉体粒度在1μm以下；

步骤三，制成蜡饼：按混合粉料重量的11%添加白蜡和混合粉料重量的0.5%添加黄蜡，加热熔化、搅拌，去除蜡中的水分，再将混合粉料放入到料桶中进行搅拌3小时以上成为混合浆料，使混合料浆中的空气充分排除后制成蜡饼；

步骤四，热压成型：将蜡饼在金属模具中采用热压成型的方式制成瓷管；

步骤五，排蜡：按温度曲线230℃、450℃、590℃、890℃ 四个温度段进行升温，且以50分钟/钵的速度往窑内推进将瓷管内的蜡排除；

步骤六，清灰：采用对瓷管加金刚砂料的混合物放入振动机的料桶内以1.5Hz的频率振动进行清灰；

步骤七，烧结：从室温逐渐升温到1150℃烧结260分钟，再继续升温到1585℃烧结80分钟，然后保温50分钟，自然冷却。

步骤八，清砂：采用对烧结后的瓷管加圆形金刚石的混合物放入振动机的料桶内以4Hz的频率振动进行清砂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片，其特征在于，所述瓷片由以下组份配制而成：

碳酸钙 1.2—3.4%，

二氧化硅 1.0—1.3%，

三氧化二铝 92—95%，

二氧化锆 0.1—0.5%，

石英 1.2—1.27%，

高岭土 1.4—1.5%，

烧滑石 0.1—0.5%。

2.如权利要求1所述的新能源汽车四元系95氧化铝瓷片的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：

步骤一，配料：称取预定量的各组分混合成混合粉料，其中，三氧化二铝的含水量要求≤0.03%；

步骤二，将混合粉料采用球磨方式进行粉碎：其中，混合粉料与球的重量配比为1：3，球磨之前在混合粉料中添加0.3%的油酸，然后放置于密闭的圆柱形滚筒内，球磨16～22小时，使球磨后的混合粉料的粉体粒度在1μm以下；

步骤三，制成蜡饼：按混合粉料重量的11%添加白蜡和混合粉料重量的0.5%添加黄蜡，加热熔化、搅拌，去除蜡中的水分，再将混合粉料放入到料桶中进行搅拌3小时以上成为混合浆料，使混合料浆中的空气充分排除后制成蜡饼；

步骤四，热压成型：将蜡饼在金属模具中采用热压成型的方式制成瓷管；

步骤五，排蜡：按温度曲线230℃、450℃、590℃、890℃ 四个温度段进行升温，且以50分钟/钵的速度往窑内推进将瓷管内的蜡排除；

步骤六，清灰：采用对瓷管加金刚砂料的混合物放入振动机的料桶内以1.5Hz的频率振动进行清灰；

步骤七，烧结：从室温逐渐升温到1150℃烧结260分钟，再继续升温到1585℃烧结80分钟，然后保温50分钟，自然冷却；

步骤八，清砂：采用对烧结后的瓷管加圆形金刚石的混合物放入振动机的料桶内以4Hz的频率振动进行清砂。