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专利名称：一种氮化铝陶瓷基板及其制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411116576.4

专利申请（专利权）人：军瓷电子材料河北有限公司
权利人地址：河北省邢台市临西县泰山路北侧

专利发明（设计）人：刘维华,刘庆锋,张风云

专利摘要：本发明涉及陶瓷基板技术领域，提出了一种氮化铝陶瓷基板及其制备方法，氮化铝陶瓷基板的原料包括氮化铝粉和烧结助剂；烧结助剂包括钙的化合物、组分A；组分A包括镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物中的两种或三种。通过上述技术方案，解决了相关技术中的氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数较低的问题。

主权利要求：
1.一种氮化铝陶瓷基板，其特征在于，原料包括氮化铝粉和烧结助剂；
所述烧结助剂包括钙的化合物、组分A；
所述组分A和钙的化合物的质量比为1 4:1；
~
所述组分A包括镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物，所述镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物的质量比为1:1:1 3；
~
所述氮化铝粉为聚己内酯改性氮化铝粉；
所述聚己内酯改性氮化铝粉的制备方法包括以下步骤：将聚己内酯溶解后与氮化铝粉进行混合，干燥，得到聚己内酯改性氮化铝粉；所述聚己内酯和氮化铝粉的质量比为0.1~
0.4:2。
2.根据权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氮化铝粉和烧结助剂的质量比为100:2 5。
~
3.根据权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷基板，其特征在于，原料还包括溶剂、分散剂、粘结剂。
4.根据权利要求1所述的一种氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述钙的化合物包括氟化钙、氧化钙中的一种或两种；所述镱的化合物包括氟化镱、氧化镱中的一种或两种；所述镧的化合物包括氟化镧、氧化镧中的一种或两种；所述铕的化合物包括氟化铕、氧化铕中的一种或两种。
5.根据权利要求3所述的一种氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述溶剂包括正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯中的一种或多种；所述分散剂为琥珀酸钠、磷酸二丁酯、聚丙烯酸钠、蓖麻油中的一种或多种；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种。
6.根据权利要求1 5任意一项所述的一种氮化铝陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包~括以下步骤：
S1、将所述氮化铝陶瓷基板的原料进行混合，得到浆料；
S2、将所述浆料进行流延成型，得到坯材；
S3、对所述坯材进行排胶、烧结，得到氮化铝陶瓷基板。 说明书 : 一种氮化铝陶瓷基板及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及陶瓷基板技术领域，具体的，涉及一种氮化铝陶瓷基板及其制备方法。背景技术[0002] 高性能陶瓷材料是支撑重大基础性工程建设，如航空、交通、电子信息等领域的关键材料，在国际上这种新材料领域的竞争日趋激烈，高性能陶瓷材料中由于氮化铝陶瓷材料与其他材料相比具有诸多优良性能，因此，氮化铝陶瓷基板成为研究热点。[0003] 弯曲强度和导热系数是氮化铝陶瓷基板在应用过程中关键的性能指标，随着各领域的发展，现有氮化铝陶瓷基板存在弯曲强度和导热系数较低的问题，限制了氮化铝陶瓷基板的使用寿命和应用效果，因此，急需得到一种具有高弯曲强度且高导热系数的氮化铝陶瓷基板。发明内容[0004] 本发明提出一种氮化铝陶瓷基板及其制备方法，解决了相关技术中氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数较低的问题。[0005] 本发明的技术方案如下：[0006] 本发明提出一种氮化铝陶瓷基板，原料包括氮化铝粉和烧结助剂；[0007] 所述烧结助剂包括钙的化合物、组分A；[0008] 所述组分A包括镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物中的两种或三种。[0009] 作为进一步的技术方案，所述氮化铝粉和烧结助剂的质量比为100:2 5。~[0010] 作为进一步的技术方案，所述组分A和钙的化合物的质量比为1 4:1。~[0011] 作为进一步的技术方案，原料还包括溶剂、分散剂、粘结剂。[0012] 作为进一步的技术方案，氮化铝陶瓷基板，包括以下重量份的原料：氮化铝粉100份、烧结助剂2 5份、溶剂80 90份、分散剂1 4份、粘结剂10 20份。~ ~ ~ ~[0013] 作为进一步的技术方案，当所述组分A包括镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物中的三种时，所述镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物的质量比为1:1:1 3。~[0014] 本发明中，烧结助剂的组分为包括镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物的三种时，进一步提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0015] 本发明中，将镱的化合物、镧的化合物和铕的化合物三者的质量比限定为1:1:1~3，进一步提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0016] 作为进一步的技术方案，所述钙的化合物包括氟化钙、氧化钙中的一种或两种；所述镱的化合物包括氟化镱、氧化镱中的一种或两种；所述镧的化合物包括氟化镧、氧化镧中的一种或两种；所述铕的化合物包括氟化铕、氧化铕中的一种或两种。[0017] 作为进一步的技术方案，所述镱的化合物包括氟化镱和氧化镱；所述铕的化合物包括氟化铕和氧化铕。[0018] 本发明中，将镱的化合物采用氟化镱和氧化镱复配或铕的化合物采用氟化铕和氧化铕复配，进一步提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0019] 作为进一步的技术方案，所述溶剂包括正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯中的一种或多种；所述分散剂为琥珀酸钠、磷酸二丁酯、聚丙烯酸钠、蓖麻油中的一种或多种；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种。[0020] 作为进一步的技术方案，所述氮化铝粉为聚己内酯改性氮化铝粉。[0021] 本发明中，通过采用聚己内酯对氮化铝粉进行改性，进一步提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0022] 作为进一步的技术方案，所述聚己内酯改性氮化铝粉的制备方法包括以下步骤：将聚己内酯溶解后与氮化铝粉进行混合，干燥，得到聚己内酯改性氮化铝粉；所述聚己内酯和氮化铝粉的质量比为0.1 0.4:2。~[0023] 本发明还提出所述的一种氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：[0024] S1、将所述氮化铝陶瓷基板的原料进行混合，得到浆料；[0025] S2、将所述浆料进行流延成型，得到坯材；[0026] S3、对所述坯材进行排胶、烧结，得到氮化铝陶瓷基板。[0027] 本发明的工作原理及有益效果为：[0028] 本发明中，通过采用烧结助剂包括钙的化合物、镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物多元协同提高氮化铝陶瓷基板的烧结致密度，显著提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。具体实施方式[0029] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都涉及本发明保护的范围。[0030] 下述实施例和对比例中，聚乙烯醇缩丁醛的重均分子量为3万。[0031] 实施例1[0032] 氮化铝陶瓷基板，包括以下重量份的原料：氮化铝粉100份、烧结助剂2份、异丙醇80份、磷酸二丁酯1份、聚乙烯醇缩丁醛10份；[0033] 烧结助剂包括质量比为1:1的氟化钙和组分A；[0034] 组分A包括质量比为1:1的氟化镱和氟化镧；[0035] 氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：[0036] S1、将氮化铝陶瓷基板的原料进行混合，得到浆料；[0037] S2、将浆料进行流延成型，得到坯材；[0038] S3、对坯材进行排胶、烧结，得到氮化铝陶瓷基板。[0039] 实施例2[0040] 氮化铝陶瓷基板，包括以下重量份的原料：氮化铝粉100份、烧结助剂3份、异丙醇85份、磷酸二丁酯2.5份、聚乙烯醇缩丁醛15份；[0041] 烧结助剂包括质量比为1:3的氧化钙和组分A；[0042] 组分A包括质量比为1:1的氟化镧、氟化铕；[0043] 氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：[0044] S1、将氮化铝陶瓷基板的原料进行混合，得到浆料；[0045] S2、将浆料进行流延成型，得到坯材；[0046] S3、对坯材进行排胶、烧结，得到氮化铝陶瓷基板。[0047] 实施例3[0048] 氮化铝陶瓷基板，包括以下重量份的原料：氮化铝粉100份、烧结助剂5份、异丙醇90份、磷酸二丁酯4份、聚乙烯醇缩丁醛20份；[0049] 烧结助剂包括质量比为1:4的氟化钙和组分A；[0050] 组分A包括质量比为1:1的氟化镱和氟化铕；[0051] 氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：[0052] S1、将氮化铝陶瓷基板的原料进行混合，得到浆料；[0053] S2、将浆料进行流延成型，得到坯材；[0054] S3、对坯材进行排胶、烧结，得到氮化铝陶瓷基板。[0055] 实施例4[0056] 本实施例和实施例3的区别仅在于组分A包括质量比为1:1:0.5的氟化镱、氟化镧和氟化铕。[0057] 实施例5[0058] 本实施例和实施例3的区别仅在于组分A包括质量比为1:1:0.5的氧化镱、氧化镧和氧化铕。[0059] 实施例6[0060] 本实施例和实施例3的区别仅在于组分A包括质量比为1:1:4的氟化镱、氟化镧和氟化铕。[0061] 实施例7[0062] 本实施例和实施例3的区别仅在于组分A包括质量比为1:1:1的氟化镱、氟化镧和氟化铕。[0063] 实施例8[0064] 本实施例和实施例3的区别仅在于组分A包括质量比为1:1:3的氟化镱、氟化镧和氟化铕。[0065] 实施例9[0066] 本实施例和实施例8的区别仅在于组分A包括质量比为0.5:0.5:1:3的氧化镱、氟化镱、氧化镧和氧化铕。[0067] 实施例10[0068] 本实施例和实施例8的区别仅在于组分A包括质量比为1:1:1.5:1.5的氟化镱、氟化镧、氟化铕和氧化铕。[0069] 实施例11[0070] 本实施例和实施例10的区别仅在于氮化铝粉为聚己内酯改性氮化铝粉，聚己内酯改性氮化铝粉的制备方法包括以下步骤：将1g聚己内酯溶解于50g二氯甲烷，加入20g氮化铝粉进行混合后，去除二氯甲烷，得到聚己内酯改性氮化铝粉；其中，聚己内酯的重均分子量为10万。[0071] 实施例12[0072] 本实施例和实施例11的区别仅在于聚己内酯改性氮化铝粉的制备方法包括以下步骤：将4g聚己内酯溶解于50g二氯甲烷，加入20g氮化铝粉进行混合后，去除二氯甲烷，得到聚己内酯改性氮化铝粉；其中，聚己内酯的重均分子量为10万。[0073] 对比例1[0074] 本对比例和实施例3的区别仅在于烧结助剂为氟化钙。[0075] 对比例2[0076] 本对比例和实施例3的区别仅在于烧结助剂为组分A。[0077] 对比例3[0078] 本对比例和实施例3的区别仅在于组分A为氟化镱。[0079] 对比例4[0080] 本对比例和实施例3的区别仅在于组分A为氟化铕。[0081] 分别对实施例1 12和对比例1 4制得的氮化铝陶瓷基板样品进行弯曲强度和导热~ ~系数测试：按照标准GB/T6569?2006《精细陶瓷弯曲强度试验方法》的三点弯曲试验测得样品的弯曲强度；按照标准GB/T32064?2015《建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法》测得样品的导热系数；结果如下表1所示。[0082] 表1氮化铝陶瓷基板的性能测试结果[0083][0084] 与对比例1 4相比，实施例1 12制得的氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数更~ ~高，说明通过采用烧结助剂包括钙的化合物、镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物多元协同提高氮化铝陶瓷基板的烧结致密度，显著提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0085] 与实施例3相比，实施例4 8制得的氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数更高，~说明烧结助剂的组分为包括镱的化合物、镧的化合物、铕的化合物的三种时，进一步提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0086] 与实施例4 6相比，实施例7 8制得的氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数更~ ~高，说明将镱的化合物、镧的化合物和铕的化合物三者的质量比限定为1:1:1 3，进一步提~高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0087] 与实施例8相比，实施例9 10制得的氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数更高，~说明将镱的化合物采用氟化镱和氧化镱复配或铕的化合物采用氟化铕和氧化铕复配，进一步提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0088] 与实施例10相比，实施例11 12制得的氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数更~高，说明通过采用聚己内酯对氮化铝粉进行改性，进一步提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度和导热系数。[0089] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，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。

专利地区：河北

专利申请日期：2024-08-15

专利公开日期：2024-10-29

专利公告号：CN118637924B