一种玻璃粉料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种玻璃粉料，包括以下质量百分含量的成分：二氧化硅20～60％、氧化钙8～16％、氧化钡8～16％、氧化铝14～28％。本发明专利技术所述玻璃粉料可应用于氧化铝粉料中，降低其烧结温度，从而使其与氧化锆更好的形成共烧。同时本发明专利技术还公开了一种所述玻璃粉料的制备方法及其应用。本发明专利技术所制备的氧化锆与氧化铝匹配共烧用氧化铝粉料，烧结过程中由于熔融玻璃粉的流动性，促进了陶瓷的液相烧结，熔融玻璃的钎合作用有助于在锆铝界面形成具有高结合力的致密层，可显著增强共烧陶瓷的抗弯强度。

A glass powder, preparation method and Application

The invention discloses a glass powder, which comprises the following substances: the content of silica is 20 to 60%, the calcium oxide is 8 to 16%, the barium oxide is 8 to 16%, and the alumina is 14 to 28%. The glass powder used in the invention can be used in alumina powder to reduce the sintering temperature, so that it can be better co - burn with zirconia. At the same time, the invention also discloses a preparation method of the glass powder and its application. The zirconia and alumina prepared by alumina powder, sintering, flow of molten glass powder by sintering process, promote the ceramic liquid phase sintering, the molten glass brazing effect contributes to the formation of zirconium aluminum interface with high dense layer node force, can significantly enhance the anti the bending strength of CO fired ceramics.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃粉料、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种粉料、其制备方法及应用，尤其是一种玻璃粉料、其制备方法及应用。
技术介绍
在多层陶瓷电子元器件领域，不同材质材料之间的异质共烧是研发制备高性能元器件的关键科学技术问题，要求异质材料之间结合紧密，界面平整，无显著的异质层互扩散、分层以及开裂、脱落等现象。传统的氧化铝绝缘层与YSZ氧化锆(钇稳定氧化锆)基体在高温异质共烧过程中，由于二者材料烧结收缩不匹配，易导致氧化铝/氧化锆陶瓷在共烧完成后出现界面分层、外观翘曲变形等缺陷，影响产品尺寸精度，并且在应用时易出现断裂、缺损等现象。为了改善氧化铝/氧化锆共烧失配现象，行业内常采取添加低熔点氧化物，改善产品结构设计或采用特殊制备工艺等多重手段，调控Al2O3和ZrO2的共烧收缩行为，实现两者的共烧匹配。例如，同济大学的张容榕等人采用溶剂热法制备纳米级YSZ粉体，同时，在Al2O3中添加CaO、MgO和SiO2等混合烧结助剂，降低Al2O3的烧结温度；在此基础上，调整粉体中α相与γ相的比例改变其烧结收缩率，最终实现Al2O3与YSZ陶瓷在1400℃范围内的匹配共烧。华中科技大学的王晓昳等人通过改变生坯装载量和添加烧结助剂的方法，增大Al2O3的烧结收缩率，同时采用增加YSZ过渡层和压力限制烧结等手段，降低Al2O3与氧化锆陶瓷的烧结失配，得到了翘曲变形小，微观无分层的多层异质陶瓷。目前，现有的氧化铝/氧化锆共烧匹配解决技术手段，成本高，工艺复杂，并且不利于实现批量化制备。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种玻璃粉料，所述玻璃粉料可应用于氧化铝粉料中，降低其烧结温度，从而使其与氧化锆更好的形成共烧。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种玻璃粉料，包括以下质量百分含量的成分：二氧化硅20～60％、氧化钙8～16％、氧化钡8～16％、氧化铝14～28％。本专利技术所述玻璃粉料中各成分共同作用，能起到较好的降低烧结温度的效果，其中，SiO2是玻璃网络形成体氧化物，为玻璃的主体架构成分，具有高熔点、高粘度、低热膨胀系数和高的化学稳定性；CaO为玻璃外体离子氧化物，具有强的极化性，能够减弱玻璃中硅氧键之间作用力，降低玻璃的高温粘度，降低玻璃熔点，主要起助熔作用；BaO为玻璃外体离子氧化物，能有效降低玻璃熔点，主要起助熔作用；Al2O3为玻璃中间体氧化物，有助于连接玻璃的网络结构，增加玻璃粘度和机械强度，提高玻璃熔点。优选地，所述玻璃粉料还包括氧化镁，所述氧化镁在所述玻璃粉料中的质量百分含量为8～16％。MgO在玻璃中常作为网络外体离子氧化物引入，能够降低玻璃析晶倾向，降低玻璃的粘度和熔点，增强玻璃的高温流动性。优选地，所述玻璃粉料还包含氧化钛，所述氧化钛在所述玻璃粉料中的质量百分含量为1～2％。TiO2在玻璃中作为成核剂氧化物引入，少量添加时，能够以异质成核的形式促进玻璃的晶化，提高玻璃的机械强度和绝缘特性。优选地，所述玻璃粉料还包含氧化锆，所述氧化锆在所述玻璃粉料中的质量百分含量为1～2％。ZrO2在玻璃中作为成核剂氧化物引入，少量添加时，能够以异质成核的形式促进玻璃的晶化，提高玻璃的机械强度和绝缘特性。优选地，所述二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化钛、氧化锆的粒径均不大于15μm，纯度均为分析纯；所述氧化钛的粒径不大于10μm，纯度均为分析纯；所述氧化锆的粒径不大于1μm，纯度均为分析纯。同时，本专利技术还提供一种所述玻璃粉料的制备方法，包括如下步骤：(1)将玻璃粉料中的各成分混合、球磨、烘干、粉碎，得到粉料；(2)将步骤(1)所得粉料在空气气氛下，加热到1350～1450℃，保温，再降温至1160～1220℃，将降温后的粉料进行水淬，然后将水淬后的粉料进行过筛、退火处理，即得到本专利技术所述玻璃粉料。优选地，所述步骤(2)中，以2～8℃/min的升温速率加热到1350～1450℃，保温2～6小时，再以1～3℃/min速率降温至1160～1220℃。优选地，所述步骤(1)中，球磨的过程为：以无水乙醇为球磨介质，将所述玻璃粉料各成分加入球磨罐中，球磨8～16小时。优选地，所述步骤(1)中，烘干的过程为：将球磨后的粉料在100℃烘干10小时。优选地，所述步骤(2)中，过筛的过程为：将水淬后的粉料过200目筛网。优选地，所述步骤(2)中，退火处理的过程为：将过筛后的粉料在500～600℃退火处理6小时。此外，本专利技术还提供一种包含所述玻璃粉料的氧化铝粉料。本专利技术氧化铝粉料，由于添加了玻璃料，使其烧结温度降低，能与氧化锆更好的形成共烧。优选地，在所述氧化铝粉料中，所述氧化铝粉的质量百分含量为95～98％，所述玻璃粉料的质量百分含量为2～5％。在混合体系中，氧化铝为功能相，与粉料的电学性能、机械性能密切相关；氧化铝含量过高会导致粉料烧结温度提高，氧化铝含量降低，则会恶化材料性能，比如使材料的绝缘电阻率降低，热膨胀系数增大，抗折强度降低，因此选择氧化铝含量为95～98％；玻璃组分主要起助熔、降低烧结温度和增加陶瓷层见结合力的作用，然而含量过高时会恶化材料性能，因此含量为2～5％。优选地，所述氧化铝粉的粒径不大于1μm，纯度为分析纯。同时，本专利技术还提供一种上述氧化铝粉料的制备方法，所述方法为：将氧化铝粉和玻璃粉球磨、烘干、过筛，得到所述氧化铝粉料。此外，值得注意的是，上述球磨、烘干、过筛的过程可以为本专利技术上文记载的过程，本领域技术人员也可以根据实际需要进行常规选择，本专利技术对此并没有特别的限定。再次，本专利技术还提供一种包含所述氧化铝粉料的氧化铝浆料。所述氧化铝浆料可以很好的与氧化锆实现共烧。优选地，所述氧化铝浆料包括以下重量份的成分：氧化铝粉料100份、乙醇30～40份、三乙醇胺20～35份、聚乙烯醇缩丁醛10～15份、邻苯二甲酸丁苄酯3～6份。同样，本专利技术还提供一种上述氧化铝浆料的制备方法，包括如下步骤：在球磨机中加入乙醇、三乙醇胺，球磨15～30min后，再向球磨机中加入氧化铝粉料、聚乙烯醇缩丁醛、邻苯二甲酸丁苄酯，球磨8～16小时，得到所述氧化铝浆料。由该方法制备的氧化铝浆，工艺简单，可用于实现氧化锆与氧化铝陶瓷的匹配共烧，共烧陶瓷结合紧密、界面平整、外观无翘曲变形。本专利技术还提供一种所述氧化铝粉料在制备氧化锆与氧化铝共烧用氧化铝浆料中的应用。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术所述玻璃粉料可应用于氧化铝粉料中，降低其烧结温度，从而使其与氧化锆更好的形成共烧。本专利技术所制备的氧化锆与氧化铝匹配共烧用氧化铝粉料，烧结过程中由于熔融玻璃粉的流动性，促进了陶瓷的液相烧结，熔融玻璃的钎合作用有助于在锆铝界面形成具有高结合力的致密层，可显著增强共烧陶瓷的抗弯强度。与现有的氧化锆/氧化铝共烧用氧化铝浆料相比，本专利技术氧化铝浆料具有明显改善的界面整平效果，共烧后得到界面结合致密，无开裂、无翘曲的基片样品。附图说明图1为实施例1中锆铝共烧陶瓷样品的断面SEM显微形貌图；图2为实施例2中锆铝共烧陶瓷样品的断面SEM显微形貌图；图3为实施例3中锆铝共烧陶瓷样品的断面SEM显微形貌图；图4为实施例4中锆铝共烧陶瓷样品的断面SEM显微形貌图；图5为实施例5中锆铝共烧陶瓷样品的断面SEM显微形貌图；图6为实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃粉料，其特征在于，包括以下质量百分含量的成分：二氧化硅20～60％、氧化钙8～16％、氧化钡8～16％、氧化铝14～28％。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃粉料，其特征在于，包括以下质量百分含量的成分：二氧化硅20～60％、氧化钙8～16％、氧化钡8～16％、氧化铝14～28％。2.如权利要求1所述的玻璃粉料，其特征在于，还包括氧化镁，所述氧化镁在所述玻璃粉料中的质量百分含量为8～16％。3.如权利要求1或2所述的玻璃粉料，其特征在于，还包含氧化钛，所述氧化钛在所述玻璃粉料中的质量百分含量为1～2％。4.如权利要求1或2所述的玻璃粉料，其特征在于，还包含氧化锆，所述氧化锆在所述玻璃粉料中的质量百分含量为1～2％。5.一种如权利要求1～4任一项所述玻璃粉料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将玻璃粉料中的各成分混合、球磨、烘干、粉碎，得到粉料；(2)将步骤(1)所得粉料在空气气氛下，加热到1350...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋喆，王文长，黄昆，付璐伟，沓世我，付振晓，
申请(专利权)人：广东风华高新科技股份有限公司，风华研究院广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44