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专利名称：一种BN板的回收利用方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202211003211.1

专利申请（专利权）人：南充三环电子有限公司,德阳三环开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：四川省南充市高坪区航空港工业集中区

专利发明（设计）人：发明人:孙健,王高强

专利摘要：本发明公开了一种BN板的回收利用方法，属于陶瓷技术领域，包括以下步骤：在使用过的BN板上涂覆含碳浆料；将涂覆浆料后的BN板进行烧结；烧结后对BN板进行减薄处理，减薄厚度为30～50um。本发明通过在使用过的BN板上涂覆含碳浆料，进行烧结，烧结后，对其进行磨削，即可有效的去除杂质，经过处理后，磨削厚度大大降低(不经过处理，需要磨削0.4～0.8mm)，从而使其能够继续使用；在高温下，YAG具有一定的流动性，存在由浓度高的地方向浓度低的地方迁移的现象，本发明利用碳与表层的YAG反应，从而促进内部的YAG向表层迁移，仅需磨削30～50um，即可去除杂质，从而极大的提高了BN板的使用寿命。

主权利要求：
1.一种BN板的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：在使用过的BN板上涂覆含碳浆料；所述使用过的BN板为用于氮化铝基板烧结后的BN板，所述使用过的BN板含有钇铝石榴石杂质；将涂覆浆料后的BN板放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结；BN板在氮气气氛下进行烧结过程中，钇铝石榴石具有一定的流动性，利用所述含碳浆料与BN板表层的钇铝石榴石反应，促进BN板内部的钇铝石榴石向BN板表层迁移；
烧结后对BN板进行减薄处理，减薄厚度为30 50um；
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所述含碳浆料包括石墨浆料、炭黑浆料、活性炭浆料中的至少一种；
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所述含碳浆料的涂覆量≥10mg/cm；
BN板在氮气气氛下进行烧结时，烧结温度为1400 1900℃，烧结时间为4 8h。
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2.根据权利要求1所述的BN板的回收利用方法，其特征在于，所述含碳浆料为石墨浆料。
3.根据权利要求1所述的BN板的回收利用方法，其特征在于，BN板在氮气气氛下进行烧结时，烧结温度为1400 1700℃。
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4.根据权利要求1所述的BN板的回收利用方法，其特征在于，所述减薄处理为砂轮打磨。
5.根据权利要求1所述的BN板的回收利用方法，其特征在于，在氮气气氛下进行烧结前，还包括将涂覆浆料后的BN板进行叠层。 说明书 : 一种BN板的回收利用方法技术领域[0001] 本发明涉及陶瓷技术领域，具体涉及一种BN板的回收利用方法。背景技术[0002] BN板通常被用于氮化铝基板的烧结工序，起承烧作用。氮化铝烧结过程中会产生钇铝石榴石(YAG)，烧结过程中存在少量钇铝石榴石、氧化铝等杂质渗入BN板中，同时钇铝石榴石亦将少量氮化铝吸附在BN板表面，影响后续氮化铝基板的烧结外观及导热、强度等性能，同时也导致BN板的使用寿命大大降低，提高了生产成本。[0003] 现有工艺通常直接采用研磨处理对BN板进行打磨，从而去除表面的YAG杂质，但采用打磨需要磨削0.4～0.8mm，极度影响了BN板的使用和造成资源浪费。因此，如何对使用过的BN板进行处理，从而去除表面的YAG，使其能够继续使用，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种BN板的回收利用方法，可有效的去除杂质，经过处理后，磨削厚度大大降低(不经过处理，需要磨削0.4～0.8mm)，从而使其能够继续使用。[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：[0006] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0007] 在使用过的BN板上涂覆含碳浆料；[0008] 将涂覆浆料后的BN板进行烧结；[0009] 烧结后对BN板进行减薄处理，减薄厚度为30～50um。[0010] 本发明的发明人在大量的研究中发现，使用过后的BN板由于表面含有杂质，从而影响其外观及性能，造成其继续使用会影响到氮化铝基板的烧结外观及导热、强度等性能，因此，需要对BN板进行回收处理。[0011] 本发明通过在使用过的BN板上涂覆含碳浆料，进行烧结，烧结后，对其进行磨削，即可有效的去除杂质，经过上述处理后，磨削厚度大大降低(不经过处理，需要磨削0.4～0.8mm)，从而使其能够继续使用。[0012] 发明人进一步探究了其机理，发现，在高温(烧结)下，YAG具有一定的流动性，存在由浓度高的地方向浓度低的地方迁移的现象，利用碳与表层的YAG反应，从而促进内部的YAG向表层迁移，仅需磨削30～50um，即可去除杂质，从而极大的提高了BN板的使用寿命。[0013] 作为本发明的优选实施方案，所述含碳浆料包括石墨浆料、炭黑浆料、活性炭浆料、碳纳米管浆料、石墨烯浆料中的至少一种。[0014] 发明人在大量的碳源中进行摸索，发现，采用上述所述的无机碳源浆料，能够有效的与YAG反应，从而将其磨削去除，而使用有机碳源，由于有机碳源含有H、O，在烧结前需要将H、O去除，会极大的增加处理步骤，提高成本，因此，在本发明中，需要选择石墨、炭黑、活性炭、碳纳米管、石墨烯这类无机碳源。[0015] 作为本发明的优选实施方案，所述含碳浆料包括石墨浆料、炭黑浆料、活性炭浆料中的至少一种。[0016] 作为本发明的优选实施方案，所述含碳浆料为石墨浆料。[0017] 作为本发明的优选实施方案，所述石墨浆料的质量浓度为10～50％；所述炭黑浆料的质量浓度为10～50％；所述活性炭浆料的质量浓度为10～50％；所述碳纳米管浆料的质量浓度为10～50％；所述石墨烯浆料的质量浓度为10～50％。[0018] 需要说明的是，在本发明中，关于石墨浆料、炭黑浆料、活性炭浆料、碳纳米管浆料、石墨烯浆料质量浓度，在本发明中并没有特别限定，只要达到促进内部的YAG向表层迁移效果即可。[0019] 即，本领域技术人员可以根据石墨浆料、炭黑浆料、活性炭浆料、碳纳米管浆料、石墨烯浆料的质量浓度选择具体的涂覆量，从而达到促进内部的YAG向表层迁移效果，当浆料2的质量浓度较低时，可以增加涂覆量(大于10mg/cm)，当浆料浓度质量浓度较高时，可以适2当的减少涂覆量(大于10mg/cm)。[0020] 作为本发明的优选实施方案，所述含碳浆料的涂覆量≥10mg/cm2。发明人探究了2含碳浆料的涂覆量，发现，含碳浆料的涂覆量≥10mg/cm 时，能够很好的促进YAG向表层迁2移，从而将其去除，而若涂覆量低于10mg/cm时，BN板内部的YAG杂质去除不彻底，磨削30～50um，不能将杂质去除，因此，在本发明中，需要严格控制含碳浆料的涂覆量。[0021] 作为本发明的优选实施方案，所述BN板在氮气气氛下进行烧结。在氮气气氛下，所述的碳和YAG会发生反应，生成YN(烧结产物)，而后可通过磨削除去，其反应方程式如下：[0022] C+N2+Y2O3·Al2O3→YN+AlN+CO。[0023] 作为本发明的优选实施方案，所述BN板烧结在石墨炉中进行。烧结炉一般只有两种，金属炉和石墨炉，金属炉在使用时，需通入H2保护发热体及骨架，而H2会跟C反应，因此，需在石墨炉中进行烧结。[0024] 作为本发明的优选实施方案，所述烧结温度为1400～1900℃，优选为1400～1700℃，烧结时间为4～8h。本发明进一步考察了烧结温度和时间对YAG迁移效果的影响，发现，若烧结温度低于1400℃和/或烧结时间低于4h，无法使BN板内部的杂质较好的迁移，磨削50um仍存在杂质，若烧结温度高于1900℃和/或烧结时间高于8h，能耗过大，从而提高处理成本。[0025] 作为本发明的优选实施方案，所述减薄处理为砂轮打磨。[0026] 作为本发明的优选实施方案，在烧结前，还包括将涂覆浆料后的BN板进行叠层。需要说明的是，在本发明中，所述的涂覆浆料后的BN板可以进行叠层烧结，也可以单独进行烧结。[0027] 作为本发明的优选实施方案，所述减薄厚度为30～50um。[0028] 本发明的有益效果在于：(1)本发明通过在使用过的BN板上涂覆含碳浆料，进行烧结，烧结后，对其进行磨削，即可有效的去除杂质，经过处理后，磨削厚度大大降低(不经过处理，需要磨削0.4～0.8mm)，从而使其能够继续使用；(2)在高温(烧结)下，YAG具有一定的流动性，存在由浓度高的地方向浓度低的地方迁移的现象，本发明利用碳与表层的YAG反应，从而促进内部的YAG向表层迁移，仅需磨削30～50um，即可去除杂质，从而极大的提高了BN板的使用寿命。附图说明[0029] 图1为使用过的BN板图；[0030] 图2为经过实施例1高温烧结后处理的BN板图；[0031] 图3为经过实施例1磨削处理后的BN板图；[0032] 图4为实施例2BN板叠层图；[0033] 图5为经过对比例1磨削处理后的BN板图；[0034] 图6为经过对比例3磨削处理后的BN板图；[0035] 图7为对比例4磨削50um后的BN板图。具体实施方式[0036] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0037] 本发明所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。[0038] 本发明所述的使用过的BN板均为同一批次用于氮化铝基板烧结后的BN板，如图1所示，使用过的BN板，表面存在大量杂质。[0039] 实施例1[0040] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0041] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为10mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0042] 将涂覆浆料后的BN板放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h，烧结后的BN板如图2所示，可见，经过烧结后，杂质大量的迁移至表面；[0043] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为30um，磨削后的BN板如图3所示，可见，经过磨削30um后，表面无杂质，可正常使用。[0044] 实施例2[0045] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0046] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为10mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0047] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，叠层后的BN板如图4所示，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h；[0048] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0049] 实施例3[0050] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0051] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为15mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0052] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h；[0053] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0054] 实施例4[0055] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0056] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为20mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0057] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h；[0058] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0059] 实施例5[0060] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0061] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为15mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0062] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1400℃，烧结时间为8h；[0063] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0064] 实施例6[0065] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0066] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为15mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0067] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1700℃，烧结时间为4h；[0068] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0069] 实施例7[0070] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0071] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为20mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：10％石墨粉、88％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0072] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h；[0073] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0074] 实施例8[0075] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0076] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为10mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：50％石墨粉、48％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0077] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h；[0078] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0079] 实施例9[0080] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0081] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为10mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％活性炭、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0082] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h；[0083] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0084] 实施例10[0085] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0086] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为10mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％炭黑、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0087] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h；[0088] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0089] 对比例1[0090] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0091] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为8mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0092] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，烧结时间为6h；[0093] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um，减薄后的BN板如图5所示，由于石墨浆料涂覆量过低，在减薄50um后，表面仍存在大量杂质。[0094] 对比例2[0095] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0096] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为10mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0097] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1300℃，烧结时间为6h；[0098] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um。[0099] 对比例3[0100] 一种BN板的回收利用方法，包括以下步骤：[0101] 在使用过的BN板(如图1)上涂覆石墨浆料，所述石墨浆料的涂覆量为10mg/cm2，所述石墨浆料包括以下质量百分比的组分：40％石墨粉、58％无水乙醇(溶剂)、2％聚乙烯醇缩丁醛(分散剂)；[0102] 将涂覆浆料后的BN板进行叠层处理，50层/叠，放入石墨炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1700℃，烧结时间为2h；[0103] 烧结后对BN板用砂轮进行打磨减薄处理，减薄厚度为50um，减薄后的BN板如图6所示，由于烧结时间过短，在减薄50um后，表面仍存在大量杂质。[0104] 对比例4[0105] 对比例4为使用过的BN板(如图1)，但未经任何处理，经过磨削50um后，如图7所示，表面仍存在大量杂质.[0106] 测试例[0107] 实施例1～10、对比例1～4所述的回收利用方法中，涂覆浆料、涂覆量、叠层数量、烧结温度、烧结时间如表1所示，实验结果如表2所示，表中YN为烧结产物，其为碳和YAG反应的产物。[0108] 表1[0109][0110][0111] 表2测试结果[0112][0113] 从表1中可看出，本发明所述的BN板的回收方法能够有效的去除杂质，经过处理后，使其能够重新使用。[0114] 对比实施例1～10与对比例4可知，未经处理的BN板磨削50um，表面仍然具有很多杂质，而经过本发明的处理后，磨削50um后杂质被去除，表面光滑，能够重新使用。[0115] 对比实施例2与对比例1可知，若涂覆量低于10mg/m2，涂覆量过低，无法使杂质完全迁移至表面，从而将其去除，因此，在本发明中需要严格控制涂覆量。[0116] 对比实施例2与对比例2可知，若烧结温度过低，YAG流动性不佳，无法使杂质完全迁移至表面，从而将其去除，因此，在本发明中，需要严格控制烧结温度。[0117] 对比实施例2与对比例3可知，若烧结时间过短，无法时杂质完全迁移至表面，从而将其去除，因此，需要控制烧结时间，从而使杂质迁移至表面。[0118] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

专利地区：四川

专利申请日期：2022-08-19

专利公开日期：2024-10-22

专利公告号：CN115351629B