氧化鋁陶瓷基片材質(zhì)和加工工藝的研究.pdf

1、氧化鋁陶瓷基片是電子信息產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)材料，其生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)是高質(zhì)量坯片的成型。國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)大多采用軋膜法、熱壓鑄法和有機(jī)料漿流延法等方法制備，普遍存在設(shè)備投資大、原材料成本高和環(huán)境污染大的問題。所以，對氧化鋁陶瓷基片的成型及加工工藝的研究具有十分重要的意義。本文在對凝膠注模成型工藝研究的基礎(chǔ)上，將其發(fā)展創(chuàng)新為一種新型的制備高性能陶瓷材料的成型技術(shù)——膠凍成型方法。重點(diǎn)研究了氧化鋁陶瓷穩(wěn)定料漿的制備、成型工藝、燒成工藝、陶瓷基片的

2、顯微結(jié)構(gòu)及電性能。研究了以下的主要內(nèi)容： 1.在料漿的制備過程中，研究了料漿的固相含量、pH值、分散劑等因素對料漿性能影響。結(jié)果表明，當(dāng)料漿固相含量為54vol％時，料漿的分散性最好，粘度最低，在pH值約為9時，有機(jī)單體占陶瓷粉體的4wt％，料漿分散性和穩(wěn)定性最好，分別以PMAA-Na和PMAA-NH4為分散劑，其最佳值分別是0.45wt％和0.4wt％，發(fā)現(xiàn)PMAA-Na的分散效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于PMAA-NH4，它可以使球磨時間從P

3、MAA-NH4的12小時迅速降低到2小時，證實PMAA-Na具有良好的分散性和穩(wěn)定性，最終研制出了固相含量高達(dá)54vol％的分散性和穩(wěn)定性好的濃懸浮體。 2.在成型工藝過程中，研究了料漿pH值、成型溫度、引發(fā)劑等對聚合反應(yīng)的影響；成型時間、成型模具、不同粉體粒徑等對工藝過程的影響以及分散劑、固相含量對坯體強(qiáng)度和顯微結(jié)果的影響。結(jié)果表明，在pH值約為9，成型溫度為60～70℃，成型時間30min以內(nèi)，在玻璃模具中成型，120目篩下

4、α-Al2O3粉，可制得坯體強(qiáng)度高達(dá)78MPa以上、密度分布及收縮均勻的坯體。發(fā)現(xiàn)干燥后的坯體遇水浸泡二十分鐘以后，坯體又具有了良好的柔韌性，可進(jìn)行切削加工，當(dāng)它被干燥后又變硬，這種性質(zhì)能重復(fù)多次。 3.在燒成工藝過程中，確定燒成溫度1600℃、保溫2h、固相含量54vol％時，得到的燒結(jié)體體積密度最大，均勻性最好。得到96Al2O3基片配方為：以α-Al2O3為基料，加入MgO0.33wt％、SiO23.33wt％、CaF20