CN113916002B - 片状陶瓷覆压烧结装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种片状陶瓷覆压烧结装置及其使用方法，涉及陶瓷制备领域。片状陶瓷覆压烧结装置，包括：基座和压板，所述基座和所述压板之间通过支撑件支撑形成容纳空间；其中，所述容纳空间用于叠层的放置待烧结的片状陶瓷素坯，所述支撑件达到预设温度后收缩，使所述压板压在所述片状陶瓷素坯上并对所述陶瓷素坯产生覆压力。有效地解决了待烧结的片状陶瓷在烧结的过程中产生形变的技术问题，一次烧结即可获得良好的面形精度，使片状陶瓷素坯的翘曲度大幅度下降，其中，本申请可使片状陶瓷的翘曲度从0.5mm/50mm下降到0.1mm/50mm，甚至更低，减少碳排放的同时，还降低了后续对片状陶瓷的加工难度以及生产成本。

Description

片状陶瓷覆压烧结装置及其使用方法

技术领域

本申请涉及陶瓷制备领域，特别是涉及一种片状陶瓷覆压烧结装置及其使用方法。

背景技术

集成电路是现代信息社会快速发展的基石，陶瓷作为电路元件及外贴切元件的支撑材料，是集成电路的核心材料之一。

随着电子元件微小型化、低功耗、智能化和高可靠性发展需求以及电路超大规模集成的要求，对陶瓷的力学性能、表面质量、尺寸一致性及低成本等方面均提出了更为苛刻的要求。现有技术中，片状陶瓷在烧结的过程中会产生形变，此问题的出现，不仅严重影响了产品的面形精度，还提高了后续对片状陶瓷加工的困难，从而导致片状陶瓷的生产成本增加。

为此，针对上述的技术问题还需进一步解决。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种片状陶瓷覆压烧结装置及其使用方法，有效地解决了片状陶瓷在烧结的过程中产生形变的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

一方面本申请提供一种片状陶瓷覆压烧结装置，包括：

基座和压板，所述基座和所述压板之间通过支撑件支撑形成容纳空间；

其中，所述容纳空间用于叠层的放置待烧结的片状陶瓷素坯，所述支撑件达到预设温度后收缩，使所述压板压在所述片状陶瓷素坯上并对所述陶瓷素坯产生覆压力。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选地，前述的片状陶瓷覆压烧结装置，其中所述支撑件的数量为至少两个以形成一组支撑部；

其中，至少两个所述支撑件均匀间隔的支撑在所述压板一侧表面的靠近边沿的一周。

可选地，前述的片状陶瓷覆压烧结装置，其中所述支撑部的数量为多组，每组所述支撑部高度不同，所述支撑部中的每个所述支撑件的高度相同；

其中，高度不同的所述支撑部用于分别与所述基座和所述压板组合形成高度不同的所述容纳空间，以适配放置不同层数的待烧结的所述片状陶瓷。

可选地，前述的片状陶瓷覆压烧结装置，其中所述压板的数量为多个，多个所述压板的厚度不同，或，多个所述压板的直径不同；

其中，每个所述压板用于与所述支撑件和所述基座组合形成能够产生不同覆压力的所述片状陶瓷覆压烧结装置。

可选地，前述的片状陶瓷覆压烧结装置，其中所述压板的数量为多个；

多个所述压板沿竖直方向依次层叠设置或依次间隔设置；

每个所述压板与所述基座之间分别设置不同高度的所述支撑件；

其中，随着所述支撑件高度的增加所述预设温度随之增加。

可选地，前述的片状陶瓷覆压烧结装置，其中所述支撑件为由氧化铝、氧化锆增韧氧化铝、氮化铝或碳化硅制备的预烧体。

可选地，前述的片状陶瓷覆压烧结装置，其中所述支撑件的预设温度为800℃～1600℃；

可选地，前述的片状陶瓷覆压烧结装置，其中所述覆压力的调控范围为0.01Mpa～0.2Mpa。

可选地，前述的片状陶瓷覆压烧结装置，其中所述基座和所述压板相对的用于与所述片状陶瓷素坯接触的表面粗糙度小于1.6μm；

所述基座和所述压板相对的用于与所述片状陶瓷素坯接触表面的平行度小于等于0.05mm。

另一方面，本申请提供一种片状陶瓷覆压烧结方法，包括：

通过干压成型的方式获取支撑件坯体；

对所述支撑件坯体预烧结，冷却后形成支撑件；

于基座上叠放待烧结的片状陶瓷素坯，以及于所述基座上所述片状陶瓷素坯的周围设置至少两个所述支撑件，于所述支撑件上方放置压板，所述压板、所述支撑件以及所述基座组成片状陶瓷覆压烧结装置；

将所述片状陶瓷素坯和所述片状陶瓷覆压烧结装置同时加热烧结；

其中，所述支撑件于预设温度时发生收缩，所述压板压在叠放的所述片状陶瓷素坯上并产生覆压力。

借由上述技术方案，本发明片状陶瓷覆压烧结装置及其使用方法至少具有下列优点：

通过可收缩的支撑件，实现了烧结过程中对片状陶瓷素坯翘曲度的有效调控。相比于现有技术中的直接覆压烧结法，其由于待烧结的片状陶瓷素坯强度低，覆压强度受限，导致控制翘曲变形的效果不佳，增加了后续加工的难度和生产成本；相比于现有技术中的二次抚平法，其将烧结后的毛坯进行覆压抚平，导致碳的排放量增加、生产成本上浮的问题出现。而本申请实施例提供的片状陶瓷覆压烧结装置，随着窑炉内的温度逐渐升高，烧结温度先达到待烧结的片状陶瓷素坯的软化温度点，使片状陶瓷素坯软化，具备一定的蠕变特性，而后烧结温度达到支撑件的预设温度点，支撑件逐渐收缩，压板对叠层放置的片状陶瓷素坯产生的覆压力逐渐增大，最终维持恒压，其覆压力用于抚平待烧结的片状陶瓷素坯的表面，此结构设计，不仅规避了待烧结的片状陶瓷素坯因强度偏低，覆压力受限，导致的叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结过程中出现损坏或破碎的现象，还还有效地解决了待烧结的片状陶瓷在烧结的过程中产生形变的技术问题，一次烧结即可获得良好的面形精度，使片状陶瓷素坯的翘曲度大幅度下降，其中，本申请可使片状陶瓷的翘曲度从0.5mm/50mm下降到0.1mm/50mm，甚至更低，减少碳排放的同时，还降低了后续对片状陶瓷的加工难度以及生产成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对一种叠层采取薄压板施压的实施方式的结构示意图；

图2是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对另一种叠层采取薄压板施压的实施方式的结构示意图；

图3是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对一种叠层采取厚压板施压的实施方式的结构示意图；

图4是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对另一种叠层采取厚压板施压的实施方式的结构示意图；

图5是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对一种叠层采用厚度相同间隔排列的压板施压的实施方式的结构示意图；

图6是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对一种叠层采用厚度相同叠层放置的压板施压的实施方式的结构示意图；

图7是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对一种叠层采用直径不同非间隔排列的压板施压的实施方式的结构示意图；

图8是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对一种叠层采用直径不同、厚度不同且非间隔排列的压板施压的实施方式的结构示意图；

图9是本申请中实施例一提供的一种片状陶瓷覆压烧结装置的针对一种叠层采用直径不同、厚度不同且非间隔排列的压板施压的另一种实施方式的结构示意图；

图10是本申请中实施例二提供的一种片状陶瓷覆压烧结方法的流程示意图。

图1-图10中各标号为：

基座1、压板2、支撑件3。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一

如图1所示，本发明的实施例一提出的一种片状陶瓷覆压烧结装置，包括：基座1和压板2；

所述基座1和所述压板2之间通过支撑件3支撑形成容纳空间；

其中，所述容纳空间用于叠层的放置待烧结的片状陶瓷素坯，所述支撑件3达到预设温度后收缩，使所述压板2压在所述片状陶瓷素坯上并对所述陶瓷素坯产生覆压力。

具体地，基座1为放置在承载面上的底座，用于支撑叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯以及支撑件3，其可以采用多种材料制备，例如氧化铝、氧化锆、氧化锆增韧氧化铝、氮化铝、碳化硅、氮化硅、石墨、耐高温合金以及钼等材质，只要不与待烧结的片状陶瓷素坯发生反应均可。基座1的一侧面与待烧结的片状陶瓷素坯相接触，其接触的表面为水平面，基座1的另一侧面与承载面接触，其接触面可以为任一形状，仅保证基座1可以稳定的伫立在承载面上即可，本申请不作限定。

压板2用于配合基座1，对基座1上叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯施加覆压力，避免待烧结的片状陶瓷素坯在烧结的过程中发生形变，降低了后续对烧结好后的片状陶瓷素坯的加工难度以及生产成本。压板2可以采用多种材料制备，例如氧化铝、氧化锆、氧化锆增韧氧化铝、氮化铝、碳化硅、氮化硅、石墨、耐高温合金以及钼等材质，只要不与待烧结的片状陶瓷素坯发生反应均可。

支撑件3的形状可以为块状，也可以为柱状。支撑件3为放置在基座1上用于支撑压板2的支撑构件，支撑件3可使压板2与基座1之间形成容纳空间，容纳空间用于放置叠层的待烧结的片状陶瓷素坯。支撑件3的设置可规避待烧结的片状陶瓷素坯因强度偏低，覆压力受限，导致的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结过程中出现损坏或破碎的现象，其中，由于支撑件3具有收缩的效果，可使覆压力在烧结温度达到预设温度后，再施加到叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯的表面上，不仅避免了烧结过程中待烧结的片状陶瓷素坯出现损坏或破碎的现象，还可在烧结的过程中实现抚平片状陶瓷素坯的效果，有效地解决了待烧结的片状陶瓷素坯出现翘曲变形的技术问题。

但需要注意的是，待烧结的片状陶瓷素坯为素坯或排胶之后的坯体，其具有一定的硬度，但其硬度偏低，为了避免因覆压力过大，而导致待烧结的片状陶瓷素坯在烧结的过程中出现损坏或破碎的现象，本申请引入可控制覆压的方式对其进行覆压烧结。支撑件3为预烧结后的非致密的支撑构件，当支撑件3在烧结的过程中达到预设温度后，非致密的支撑构件逐渐变为致密的支撑构件，从而使支撑件3实现了收缩的效果。支撑件3叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯进入窑炉内烧结，窑炉内的温度达到软化温度点后，使得叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯具备一定的蠕变特性，随着窑炉内温度的升高，当烧结温度达到预设温度后，支撑件3逐渐收缩，压板2对叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯产生的覆压力逐渐增大，最终维持恒压，用于抚平待烧结的片状陶瓷素坯，进而实现了烧结过程中对片状陶瓷素坯翘曲度的有效调控。

进一步地，为了避免叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结后，出现粘连的现象，在进入窑炉之前，需在基座1的一侧面、压板2与叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯的接触面、以及叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯之间铺敷隔粘粉(图中未画出)。通过隔粘粉来避免烧结后的片状陶瓷相互粘连的现象，使批量生产的片状陶瓷具有良好的面容，从而满足片状陶瓷的批量生产要求。其中，隔粘粉为现有技术，可通过采购获得，具体的成分为技术人员所知，此处不再赘述，其只要不与待烧结的片状陶瓷素坯发生反应均可。

本申请实施例的技术方案中，通过可收缩的支撑件3，实现了烧结过程中对片状陶瓷素坯翘曲度的有效调控。相比于现有技术中的直接覆压烧结法，其由于待烧结的片状陶瓷素坯强度低，覆压强度受限，导致控制翘曲变形的效果不佳，增加了后续加工的难度和生产成本；相比于现有技术中的二次抚平法，其将烧结后的毛坯进行覆压抚平，导致碳的排放量增加、生产成本上浮的问题出现。而本申请实施例提供的片状陶瓷覆压烧结装置，随着窑炉内的温度逐渐升高，烧结温度先达到待烧结的片状陶瓷素坯的软化温度点，使片状陶瓷素坯软化，具备一定的蠕变特性，而后烧结温度达到支撑件3的预设温度点，支撑件3逐渐收缩，压板2对叠层放置的片状陶瓷素坯产生的覆压力逐渐增大，最终维持恒压，其覆压力用于抚平待烧结的片状陶瓷素坯的表面，此结构设计，不仅规避了待烧结的片状陶瓷素坯因强度偏低，覆压力受限，导致的叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结过程中出现损坏或破碎的现象，还有效地解决了待烧结的片状陶瓷在烧结的过程中产生形变的技术问题，一次烧结即可获得良好的面形精度，使片状陶瓷素坯的翘曲度大幅度下降，其中，本申请可使片状陶瓷的翘曲度从0.5mm/50mm下降到0.1mm/50mm，甚至更低，减少碳排放的同时，还降低了后续对片状陶瓷的加工难度以及生产成本。

如图1所示，在具体实施中，其中所述支撑件3的数量为至少两个以形成一组支撑部；其中，至少两个所述支撑件3均匀间隔的支撑在所述压板2一侧表面的靠近边沿的一周。

具体地，支撑件3的数量优选为两个，但不限于两个，此设计结构，不仅可以保证压板2受力均匀，提高压板2放置在支撑件3上的稳定性，还可减少支撑件3占用基座1的面积，避免影响叠层的待烧结的片状陶瓷素坯在基座1上的摆放。

如图1-图2所示，在具体实施中，其中所述支撑部的数量为多组，每组所述支撑部高度不同，所述支撑部中的每个所述支撑件3的高度相同；

其中，高度不同的所述支撑部用于分别与所述基座1和所述压板2组合形成高度不同的所述容纳空间，以适配放置不同层数的待烧结的所述片状陶瓷。

具体地，支撑部中的每个支撑件3的高度相同，此结构设计，可保证压板2受力均匀，提高压板2放置在支撑件3上的稳定性。多组支撑部用于配合不同叠层的待烧结的片状陶瓷素坯使用，通过待烧结的片状陶瓷素坯叠层的数量，选取对应的支撑部，使基座1和压板2之间形成高度不同的容纳空间，用于容纳不同叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯，即支撑件3的高度要高于叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯的高度，两者的高度差为0～5mm，以确保压板2的重量在待烧结的片状陶瓷素坯未达到软化温度点前，不作用在叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯上，即可在增加待烧结的片状陶瓷素坯叠层数量的同时，规避因待烧结的片状陶瓷素坯的强度偏低，覆压受限，导致的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结过程中，受压时出现损坏或破碎的现象，此结构设计，不仅可以保证待烧结的片状陶瓷素坯在烧结过程中的安全性，还可提高待烧结的片状陶瓷素坯在生产过程中的叠层数量，以使待烧结的片状陶瓷素坯叠层的数量在8～20片之间，从而满足片状陶瓷在批量生产时的生产需求。

进一步地，叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结的过程中，因达到软化温度点后其具备一定的蠕变特性，叠层的高度降低，通过记录支撑件3与放置的待烧结的片状陶瓷素坯叠层高度的高度差以及烧结后片状陶瓷叠层高度降低的数值，二者相加后，即可计算出此支撑件3的收缩距离。

在具体实施中，其中所述压板2的数量为多个，多个所述压板2的厚度不同，或，多个所述压板2的直径不同；

其中，每个所述压板2用于与所述支撑件3和所述基座1组合形成能够产生不同覆压力的所述片状陶瓷覆压烧结装置。

具体地，压板2在直径不同、厚度不同的情况下，其作用在叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯表面上时，产生的覆压力不同，压板2越厚，产生的覆压力越大，技术人员可根据实际情况而定，例如：

如图2-图3所示，根据不同叠层的待烧结的片状陶瓷素坯，选择不同厚度的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到相同程度上的抚平效果。

如图1、图4所示，根据不同叠层的待烧结的片状陶瓷素坯，选择不同厚度的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到不同程度上的抚平效果；

如图1-图2所示，根据不同叠层的待烧结的片状陶瓷素坯，选择同一厚度的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到不同程度上的抚平效果；

如图1、图3或如图2、图4所示，根据同一叠层的待烧结的片状陶瓷素坯，选择不同厚度的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到不同程度上的抚平效果；

如图1-图4所示，根据同一叠层的待烧结的片状陶瓷素坯，选择同一厚度的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到相同程度上的抚平效果。

压板2的直径不同，其作用在叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯表面上时，产生的覆压力不同，且覆盖在叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯上的面积也不同，技术人员可根据不同尺寸的待烧结的片状陶瓷素坯，选择不同直径的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到相同程度上的抚平效果；或，根据不同尺寸的待烧结的片状陶瓷素坯，选择同一直径的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到不同程度上的抚平效果；或，根据同一尺寸的待烧结的片状陶瓷素坯，选择不同直径的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到不同程度上的抚平效果；或，根据同一尺寸的待烧结的片状陶瓷素坯，选择同一直径的压板2，从而实现对不同片状陶瓷覆压烧结装置上放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后达到相同程度上的抚平效果。

在具体实施中，其中所述压板2的数量为多个；多个所述压板2沿竖直方向依次层叠设置或依次间隔设置；每个所述压板2与所述基座1之间分别设置不同高度的所述支撑件3；其中，随着所述支撑件3高度的增加所述预设温度随之增加。

具体地，压板2的数量为多个，本技术方案中压板2的个数优选为3个，其中，压板2的数量可根据具体情况而定，本申请不作限定。另外，多个压板2的厚度不同，或，多个压板2的直径不同，技术人员可根据实际情况选择压板2的种类，可以选择厚度小直径小的压板2，也可以选择厚度小直径大的压板2，亦可以选择厚度大直径小的压板2，还可以选择厚度大直径大的压板2。

支撑件3的高度越高，支撑件3的预设温度越高，当支撑件3随待烧结的片状陶瓷素坯进入窑炉内烧结时，由于窑炉内的温度逐渐升高，此时烧结温度依次达到不同高度的支撑件3的预设温度，从而使不同高度的支撑件3进行依次逐渐收缩，不同高度的支撑件3在收缩的过程中，不同高度的支撑件3上的压板2依次叠层，进而使片状陶瓷覆压烧结装置对叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结的过程中，实现多个温度点的阶梯式覆压调控的效果。另外，可以根据实际情况选择不同种类的压板2或相同种类的压板2，实现多个温度点的阶梯式覆压调控的效果，以使不同片状陶瓷覆压烧结装置上的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结完成后，实现相同程度上的抚平或不同程度上的抚平，例如：

如图5所示，其多个压板2的规格相同，且依次间隔分布在叠层放置的待烧结的片状陶瓷的上方，此种结构展示的为阶梯式覆压调控方式的其中一种实施方式；

如图6所示，其多个压板2的规格(直径、厚度)相同，且依次叠层设置，分布在叠层放置的待烧结的片状陶瓷的上方，此种结构展示的为阶梯式覆压调控方式的另一种实施方式；

如图7所示，其多个压板2的厚度相同，但尺寸不同，且非间隔分布在叠层放置的待烧结的片状陶瓷的上方，此种结构展示的为阶梯式覆压调控方式的另一种实施方式；

如图8-图9所示，其多个压板2的规格不同，且非间隔分布在叠层放置的待烧结的片状陶瓷的上方，此种结构展示的为阶梯式覆压调控方式的其中两种实施方式；

以上为本申请针对阶梯式覆压调控提供的几种实施方式，具体方案技术人员可根据实际情况而定，并不仅限于此，本申请在此不再赘述。

但需要注意的是，由于待烧结的片状陶瓷素坯因强度偏低，覆压力受限，导致的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结过程中出现损坏或破碎的现象，因此，通过待烧结的片状陶瓷素坯叠层的数量，选取对应的支撑件3，使基座1和第一层压板2(即靠近叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯的压板2)之间形成高度不同的容纳空间，用于容纳不同叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯，即支撑件3的高度要高于叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯的高度，两者的高度差为0～5mm，以确保第一层压板2的重量在待烧结的片状陶瓷素坯未达到软化温度点前，不作用在叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯上；然后根据第一层压板2所用支撑件3的高度，确定第二层压板2(即靠近第一层压板2的压板2)所用支撑件3的高度，即第二层压板2所用的支撑件3的高度要高于第一层压板2所用的支撑件3的高度，两者的高度差为0～5mm，以确保第二层压板2的重量在待烧结的片状陶瓷素坯未达到软化温度点前，不作用在叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯上；最后根据第二层压板2所用支撑件3的高度，确定第三层压板2(即靠近第二层压板2的压板2)所用支撑件3的高度，即第三层压板2所用的支撑件3的高度要高于第二层压板2所用的支撑件3的高度，两者的高度差为0～5mm，以确保第三层压板2的重量在待烧结的片状陶瓷素坯未达到软化温度点前，不作用在叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯上；此结构设计，不仅可以保证待烧结的片状陶瓷素坯在烧结过程中的安全性，还可使片状陶瓷覆压烧结装置对叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结的过程中，实现多个温度点的阶梯式覆压调控的效果。

此外，为了保证每层压板2在叠层放置时的稳定性，设置在基座1上的支撑件3以基座1一侧面的中心为基准，均匀分布在基座1的一侧面上。

进一步地，叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结的过程中，因达到软化温度点后，使其具备的一定的蠕变特性，叠层的高度降低，通过记录第一层支撑件3(第一层压板2所用的支撑件3)与放置的待烧结的片状陶瓷素坯叠层高度的高度差以及烧结后片状陶瓷叠层高度降低的数值，二者相加后，即可计算出第一层支撑件3的收缩距离。

通过记录第一层支撑件3与放置的待烧结的片状陶瓷素坯叠层高度的高度差、第二层支撑件3(第二层压板2所用的支撑件3)与第一层支撑件3高度的高度差以及烧结后片状陶瓷叠层高度降低的数值，三者相加后，即可计算出第二层支撑件3的收缩距离。

通过记录第一层支撑件3与放置的待烧结的片状陶瓷素坯叠层高度的高度差、第二层支撑件3与第一层支撑件3高度的高度差、第三层支撑件3(第三层压板2所用的支撑件3)与第二层支撑件3高度的高度差以及烧结后片状陶瓷叠层高度降低的数值，四者相加后，即可计算出第三层支撑件3的收缩距离。

本申请实施例的技术方案中，支撑件3的高度越高，支撑件3的预设温度越高，当支撑件3随待烧结的片状陶瓷素坯进入窑炉内烧结时，随着窑炉内的温度逐渐升高，烧结温度先达到待烧结的片状陶瓷素坯的软化温度点，使片状陶瓷素坯软化，从而使其具备一定的蠕变特性，而后烧结温度依次达到不同高度的支撑件3的预设温度点，从而使不同高度的支撑件3进行依次逐渐收缩，不同高度的支撑件3在收缩的过程中，不同高度的支撑件3上的压板2依次叠层，压板2对叠层放置的片状陶瓷素坯产生的覆压力逐渐增大，最终维持恒压，其覆压力用于抚平待烧结的片状陶瓷素坯的表面，此结构设计，不仅使片状陶瓷覆压烧结装置对叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯，在烧结的过程中，实现多个温度点的阶梯式覆压调控的效果，还避免了在烧结过程中待烧结的片状陶瓷素坯出现损坏或破碎的现象，进而有效地解决了待烧结的片状陶瓷在烧结的过程中产生形变的技术问题，一次烧结即可获得良好的面形精度，使片状陶瓷素坯的翘曲度大幅度下降，其中，本申请可使片状陶瓷的翘曲度从0.5mm/50mm下降到0.1mm/50mm，甚至更低，减少碳排放的同时，还降低了后续对片状陶瓷的加工难度以及生产成本。

进一步地，所述支撑件3为由氧化铝、氧化锆增韧氧化铝、氮化铝或碳化硅制备的预烧体。

具体地，支撑件3是通过氧化铝、氧化锆增韧氧化铝、氮化铝或碳化硅制备的预烧结体，在随待烧结的片状陶瓷素坯进入窑炉内烧结后，当烧结的温度达到预设温度后，支撑件3具有收缩的效果，其中，制备支撑件3的材料均不与待烧结的片状陶瓷素坯发生反应。

进一步地，所述支撑件3的预设温度为800℃～1600℃。

具体地，在此区间内，支撑件3的具体预设温度，可根据实际情况而定，具体的制备方法为技术人员所掌握，此处不再赘述。

进一步地，所述支撑件3的烧结收缩量为5％～20％。

具体地，支撑件3的烧结收缩量范围控制在整体高度的5％～20％。

进一步地，所述覆压力的调控范围为0.01Mpa～0.2Mpa。

具体地，此结构设计，可保证压板2在烧结的过程中，对待烧结的片状陶瓷素坯进行良好抚平的效果，避免压力过大，导致烧结后的片状陶瓷素坯在烧结完成后，出现损坏或破碎的现象；或，压力过小，使压板2无法在烧结过程中抚平待烧结的片状陶瓷素坯。

进一步地，所述基座1和所述压板2相对的用于与所述片状陶瓷素坯接触的表面粗糙度小于1.6μm；所述基座1和所述压板2相对的用于与所述片状陶瓷素坯接触表面的平行度小于等于0.05mm。

具体地，基座1和压板2与片状陶瓷素坯接触的表面粗糙度小于1.6μm，此结构设计，可避免基座1以及压板2在烧结的过程中，对待烧结的片状陶瓷素坯的表面质量造成不良的影响，以使烧结完成后的片状陶瓷素坯的面型精度降低。

基座1和压板2与片状陶瓷素坯接触表面的平行度小于等于0.05mm，此结构设计，可保证覆压烧结过程中压力传递的可靠性，避免在烧结完成后，片状陶瓷素坯出现翘曲变形的现象。

实施例二

本发明的实施例二提出的一种片状陶瓷覆压烧结的方法，包括所述片状陶瓷覆压烧结装置；如图10所示，所述片状陶瓷覆压烧结的方法包括：

S1、通过干压成型的方式获取支撑件坯体；

S2、对所述支撑件坯体预烧结，冷却后形成支撑件；

S3、于基座上叠放待烧结的片状陶瓷素坯，以及于所述基座上所述片状陶瓷素坯的周围设置至少两个所述支撑件，于所述支撑件上方放置压板，所述压板、所述支撑件以及所述基座组成片状陶瓷覆压烧结装置；

S4、将所述片状陶瓷素坯和所述片状陶瓷覆压烧结装置同时加热烧结；

其中，所述支撑件于预设温度时发生收缩，所述压板压在叠放的所述片状陶瓷素坯上并产生覆压力。

具体地，本实施例二中所述的片状陶瓷覆压烧结的方法可直接使用上述实施例一提供的片状陶瓷覆压烧结结构，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不在赘述。

其中，制备支撑件的干压成型技术为现有技术，具体的制备方法为技术人员所知，本申请不在赘述。

本申请实施例的技术方案中，通过可收缩的支撑件3，实现了烧结过程中对片状陶瓷素坯翘曲度的有效调控。相比于现有技术中的直接覆压烧结法，其由于待烧结的片状陶瓷素坯强度低，覆压强度受限，导致控制翘曲变形的效果不佳，增加了后续加工的难度和生产成本；相比于现有技术中的二次抚平法，其将烧结后的毛坯进行覆压抚平，导致碳的排放量增加、生产成本上浮的问题出现。而本申请实施例提供的片状陶瓷覆压烧结装置，随着窑炉内的温度逐渐升高，烧结温度先达到待烧结的片状陶瓷素坯的软化温度点，使片状陶瓷素坯软化，从而具备一定的蠕变特性，而后烧结温度达到支撑件3的预设温度点，支撑件3逐渐收缩，压板2对叠层放置的片状陶瓷素坯产生的覆压力逐渐增大，最终维持恒压，其覆压力用于抚平待烧结的片状陶瓷素坯的表面，此结构设计，不仅规避了待烧结的片状陶瓷素坯因强度偏低，覆压力受限，导致的叠层放置的待烧结的片状陶瓷素坯在烧结过程中出现损坏或破碎的现象，还有效地解决了待烧结的片状陶瓷在烧结的过程中产生形变的技术问题，一次烧结即可获得良好的面形精度，使片状陶瓷素坯的翘曲度大幅度下降，其中，本申请可使片状陶瓷的翘曲度从0.5mm/50mm下降到0.1mm/50mm，甚至更低，减少碳排放的同时，还降低了后续对片状陶瓷的加工难度以及生产成本。

可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，包括：

基座和压板，所述基座和所述压板之间通过支撑件支撑形成容纳空间；

其中，所述容纳空间用于叠层的放置待烧结的片状陶瓷素坯，所述支撑件达到预设温度后收缩，使所述压板压在所述片状陶瓷素坯上并对所述陶瓷素坯产生覆压力；

所述压板的数量为多个；

多个所述压板沿竖直方向依次层叠设置或依次间隔设置；

每个所述压板与所述基座之间分别设置不同高度的所述支撑件；

其中，随着所述支撑件高度的增加所述预设温度随之增加，多个所述压板对应的所述支撑件的高度呈阶梯式变化。

2.根据权利要求1所述的片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，

所述支撑件的数量为至少两个以形成一组支撑部；

其中，至少两个所述支撑件均匀间隔的支撑在所述压板一侧表面的靠近边沿的一周。

3.根据权利要求2所述的片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，

所述支撑部的数量为多组，每组所述支撑部高度不同，所述支撑部中的每个所述支撑件的高度相同；

其中，高度不同的所述支撑部用于分别与所述基座和所述压板组合形成高度不同的所述容纳空间，以适配放置不同层数的待烧结的所述片状陶瓷。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，

所述压板的数量为多个，多个所述压板的厚度不同，或，多个所述压板的直径不同；

其中，每个所述压板用于与所述支撑件和所述基座组合形成能够产生不同覆压力的所述片状陶瓷覆压烧结装置。

5.根据权利要求1所述的片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，

所述支撑件为由氧化铝、氧化锆增韧氧化铝、氮化铝或碳化硅制备的预烧体。

6.根据权利要求1所述的片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，

所述支撑件的预设温度为800℃～1600℃。

7.根据权利要求1所述的片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，

所述覆压力的调控范围为0.01Mpa～0.2Mpa。

8.根据权利要求1所述的片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，

所述基座和所述压板相对的用于与所述片状陶瓷素坯接触的表面粗糙度小于1.6μm；

所述基座和所述压板相对的用于与所述片状陶瓷素坯接触表面的平行度小于等于0.05mm。

9.一种片状陶瓷覆压烧结方法，采用根据权利要求1-8中任一项所述的片状陶瓷覆压烧结装置，其特征在于，包括：

通过干压成型的方式获取支撑件坯体；

对所述支撑件坯体预烧结，冷却后形成支撑件；

于基座上叠放待烧结的片状陶瓷素坯，以及于所述基座上所述片状陶瓷素坯的周围设置至少两个所述支撑件，于所述支撑件上方放置压板，所述压板、所述支撑件以及所述基座组成片状陶瓷覆压烧结装置；

将所述片状陶瓷素坯和所述片状陶瓷覆压烧结装置同时加热烧结；

其中，所述支撑件于预设温度时发生收缩，所述压板压在叠放的所述片状陶瓷素坯上并产生覆压力。

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