多层复合陶瓷板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多层复合陶瓷板及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：提供熔融石英纤维布；配置含有熔融石英粉的浆料；将该熔融石英纤维布浸泡在该浆料中，获得预浸纤维布料；使用玻璃粉和陶瓷粉的混合物以流延法制得陶瓷坯片；叠合该熔融石英纤维布与该陶瓷坯片以形成一多层叠合结构，并进行热压压合，其中每两个陶瓷坯片之间夹设有一层或多层熔融石英纤维布；以及烧结该多层叠合结构，获得该多层复合陶瓷板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷板，尤其是涉及多层复合陶瓷板及其制备方法。
技术介绍
超材料(Metamaterial)是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。超材料的奇特性质源于其精密的几何结构以及尺寸大小。超材料中的微结构，大小尺度小于它作用的波长，因此得以对波施加影响。迄今发展出的超材料包括左手材料、光子晶体、超磁性材料等。左手(LH)材料是一类在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统(对电磁波的传播形成负的折射率)。与之相对的是，大多数自然的材料是RH材料。超材料的奇异性质使它具有广泛的应用前景，从高接收率天线，雷达反射罩甚至是地震预警。从结构上看，超材料是由非金属材料制成的基板和附着在基板表面上或嵌入在基板内部的多个导电微结构构成的。基板可以虚拟地划分为阵列排布的多个基板单元。每个基板单元上附着有导电微结构，从而形成一个超材料单元。整个超材料是由很多这样的超材料单元组成的，就像晶体是由无数的晶格按照一定的排布构成的。每个超材料单元上的导电微结构可以相同或者不完全相同。导电微结构是由导电材料组成的具有一定几何图形的平面或立体结构。由于导电微结构的存在，每个超材料单元具有不同于基板本身的电磁特性，因此所有的超材料单元构成的超材料对电场和磁场呈现出特殊的响应特性。通过对导电微结构设计不同的具体结构和形状，可以改变整个超材料的响应特性。透波超材料是能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质(包括能量)的材料。透波超材料的基板材料要求低介电常数低和低介电损耗，基板的较优材料是熔融石英陶瓷板。目前生产的石英陶瓷基板通常用浆料浇注法或凝胶注模法
制得。但是这些方法成型难，成功率低，而且所制得的基板强度比较低，表面不致密。强度低的陶瓷基板会让超材料无法应用于高强度场合。表面不致密则让超材料更容易渗水和遭受腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种多层复合陶瓷板及其制备方法，具有更高的强度和更好的表面致密性。本专利技术提出一种多层复合陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：提供熔融石英纤维布；配置含有熔融石英粉的浆料；将该熔融石英纤维布浸泡在该浆料中，获得预浸纤维布料；使用玻璃粉和陶瓷粉的混合物以流延法制得陶瓷坯片；叠合该熔融石英纤维布与该陶瓷坯片以形成一多层叠合结构，并进行热压压合，其中每两个陶瓷坯片之间夹设有一层或多层熔融石英纤维布；以及烧结该多层叠合结构，获得该多层复合陶瓷板。在本专利技术的一实施例中，该熔融石英纤维布的厚度在0.12-0.70mm之间。在本专利技术的一实施例中，配置含有熔融石英粉的浆料的步骤包括：以无离子硅溶胶为基体，加入20％-50％质量百分数的熔融石英粉，用氨水将混合浆料控制在pH为9-10左右，用星式球磨机搅混8-12小时，制得浆料。在本专利技术的一实施例中，该热压压合的工艺是真空热压工艺。在本专利技术的一实施例中，该真空热压工艺的温度为70-80℃。在本专利技术的一实施例中，该真空热压工艺的压力大于或等于1Mpa。在本专利技术的一实施例中，烧结该多层叠合结构时，使用平面板作为烧结辅助板以获得平面的陶瓷板。在本专利技术的一实施例中，烧结该多层叠合结构时，使用曲面板作为烧结辅助板以获得曲面的陶瓷板。在本专利技术的一实施例中，在烧结该多层叠合结构之前还包括：将该多层叠合结构进行排胶。在本专利技术的一实施例中，将该多层叠合结构进行排胶的升温速度小于或等于2℃/min。在本专利技术的一实施例中，该多层叠合结构为对称结构。本专利技术还提出一种多层复合陶瓷板，包括熔融石英纤维布与陶瓷片，其中每两个陶瓷片之间夹设有一层或多层熔融石英纤维布。在本专利技术的一实施例中，该多层叠合结构为对称结构。在本专利技术的一实施例中，该陶瓷片包括陶瓷相和玻璃相。在本专利技术的一实施例中，该陶瓷片的孔隙度<5％。在本专利技术的一实施例中，该陶瓷板的厚度在1-3mm之间。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于在陶瓷板中结合了熔融石英纤维布，它与陶瓷片之间的界面对裂纹有反射或偏折作用，因而可以阻止产生于陶瓷片中的裂纹的扩大，提高了陶瓷板的强度。并且，流延法制得的陶瓷片同时包含陶瓷相和玻璃相，玻璃相在熔融状态下会扩散，填补陶瓷颗粒间的孔隙，使之更致密。因而制成的陶瓷片表面致密(孔隙度小于或等于5％)，使得整个陶瓷板的表面致密。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，其中：图1示出本专利技术一实施例的多层复合陶瓷板的制备方法流程图。图2示出根据本专利技术一实施例所提供的熔融石英纤维布。图3示出根据本专利技术一实施例所制得的陶瓷坯片。图4示出根据本专利技术一实施例的多层复合陶瓷板叠合过程。图5示出本专利技术第一实施例的多层复合陶瓷板的分层结构。图6示出本专利技术第二实施例的多层复合陶瓷板的分层结构。图7示出本专利技术第三实施例的多层复合陶瓷板的分层结构。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本专利技术
的保护范围。本专利技术的实施例将描述多层复合陶瓷板的制备方法。这一多层复合陶瓷板具有更高的强度和更好的表面致密性。这一多层复合陶瓷板可以作为电路基板，也可以作为超材料基板，尤其是透波超材料基板。图1示出本专利技术一实施例的多层复合陶瓷板的制备方法流程图。参照图1所示，制备方法的流程如下：步骤101，提供熔融石英纤维布。熔融石英是氧化硅(石英，硅石)的非晶态(又称玻璃态)。熔融石英是典型的玻璃，其原子结构长程无序。熔融石英的纯度，即二氧化硅含量可为99.95％或以上。熔融石英纤维布可以是平纹或者斜纹。图2示出根据本专利技术一实施例所提供的熔融石英纤维布20。所提供的熔融石英纤维布的厚度可以介于0.12-0.70mm之间。步骤102，配置含有熔融石英粉的浆料。步骤103，将熔融石英纤维布浸泡在该浆料中，获得预浸纤维布料。在浸泡后，还可以用定间隙的二轧辊挤压浆料，划去多余浆料。浆料的作用是固定纤维布的纤维束，且在后续步骤中粘结纤维布和陶瓷坯片。步骤104，使用玻璃粉和陶瓷粉的混合物以流延法制得陶瓷坯片。也就是说，此混合物既包括玻璃粉(非晶态)，又包括陶瓷粉(晶态)。流延法是指在粉料中加入溶剂、分散剂、粘接剂、增塑剂等成分，得到分散均匀的稳定浆料，在流延机上制得要求厚度薄膜的一种成型方法。在本实施例中以流延法制得的陶瓷坯片可以是只有一个片，也可以是多个片复合。图3示出根据本专利技术一实施例所制得的陶瓷坯片30，其只有一个片。陶瓷坯片的数量为至少2个，例如可以是2个，3个，4个或者更多。各个陶瓷坯片可以为平面，也可以为曲面。各个陶瓷坯片的尺寸、形状、材料通常可以相同。但是可以理解，可以为了特定的需求，让某些陶瓷坯片的参数不同于另一些陶瓷坯片的参数。例如，为了厚度的控制，可以让某些流延生坯片比另一些流延生坯片更薄或者更厚。步骤105，叠合熔融石英纤维布与陶瓷坯片以形成一多层叠合结构，并进行热压压合。图4示出根据本专利技术一实施例的多层复合陶瓷板叠合过程。例如，可以采用真空热压。真空热压的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层复合陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：提供熔融石英纤维布；配置含有熔融石英粉的浆料；将该熔融石英纤维布浸泡在该浆料中，获得预浸纤维布料；使用玻璃粉和陶瓷粉的混合物以流延法制得陶瓷坯片；叠合该熔融石英纤维布与该陶瓷坯片以形成一多层叠合结构，并进行热压压合，其中每两个陶瓷坯片之间夹设有一层或多层熔融石英纤维布；以及烧结该多层叠合结构，获得该多层复合陶瓷板。

【技术特征摘要】
1.一种多层复合陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：提供熔融石英纤维布；配置含有熔融石英粉的浆料；将该熔融石英纤维布浸泡在该浆料中，获得预浸纤维布料；使用玻璃粉和陶瓷粉的混合物以流延法制得陶瓷坯片；叠合该熔融石英纤维布与该陶瓷坯片以形成一多层叠合结构，并进行热压压合，其中每两个陶瓷坯片之间夹设有一层或多层熔融石英纤维布；以及烧结该多层叠合结构，获得该多层复合陶瓷板。2.如权利要求1所述的多层复合陶瓷板的制备方法，其特征在于，该熔融石英纤维布的厚度在0.12-0.70mm之间。3.如权利要求1所述的多层复合陶瓷板的制备方法，其特征在于，配置含有熔融石英粉的浆料的步骤包括：以无离子硅溶胶为基体，加入20％-50％质量百分数的熔融石英粉，用氨水将混合浆料控制在pH为9-10，用星式球磨机搅混8-12小时，制得浆料。4.如权利要求1所述的多层复合陶瓷板的制备方法，其特征在于，该热压压合的工艺是真空热压工艺。5.如权利要求4所述的多层复合陶瓷板的制备方法，其特征在于，该真空热压工艺的温度为70-80℃。6.如权利要求4所述的多层复合陶瓷板的制备方法，其特征在于，该真空热压工艺的压力大于或等于1Mpa。7.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44