一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料及其制备方法，由以下成分组成：Li2Mg2(WO4)320～60重量份；钙硼硅玻璃粉15～25重量份；碳化硅1～5重量份；纳米金刚石1～5重量份；纳米ZnO 1～5重量份；纳米ZrO21～5重量份。钨酸镁锂陶瓷材料具有低介电常数和良好的微波介电性能；碳化硅陶瓷相具有热稳定性好、高温强度大、热膨胀系数小、热导率高以及抗热震耐化学腐蚀等优良特性。本发明专利技术以纳米金刚石、纳米ZnO和纳米ZrO2作为弥散强化相，形成三维立体化的网络状导热结构，提高了钨酸盐低温共烧陶瓷材料的热导率。

A tungstate co - fired ceramic material at low temperature and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及低温共烧陶瓷
，尤其涉及一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
低温共烧陶瓷(LowTemperatureCo-firedCeramic，LTCC)技术是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制成所需要的电路图形，并将多个被动组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等)埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，在900℃下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。由于LTCC具有优异的性能，它已被成功地用于集成电路封装，多芯片模块(MCM)，微电子机械系统(MEMS)，各种片电感、片式电容、片式变压器、片式天线、LED基座的制造等，应用领域涉及LED封装，移动通信，汽车电子，医疗电子，航空航天和军事电子等。现有技术中，低温共烧陶瓷及其制备方法已经得到了广泛的报道，例如，申请号为201410205446.8的中国专利文献报道了一种低温共烧陶瓷及其制备方法，采用SiO2、CaCO3、Mg(OH)2、ZnO、H3BO3和Zr(NO3)4制成玻璃粉与Al2O3、Cr2O3、Co(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)2·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O制成蓝色的改性氧化铝混合复配，获得蓝色低温共烧陶瓷材料。但是，上述报道的低温共烧陶瓷的热导率较低，而且不利于大规模工业化生产。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料及其制备方法，具有较高的热导率。有鉴于此，本专利技术提供了一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料，由以下成分组成：优选的，Li2Mg2(WO4)3为25～50重量份。优选的，钙硼硅玻璃粉为20～25重量份。优选的，纳米金刚石为1～3重量份。优选的，纳米ZnO为1～3重量份。优选的，纳米ZrO2为1～3重量份。相应的，本专利技术还提供一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：将20～60重量份Li2Mg2(WO4)3、15～25重量份钙硼硅玻璃粉、1～5重量份碳化硅、1～5重量份纳米金刚石、1～5重量份纳米ZnO、1～5重量份纳米ZrO2混合，加入乙醇，球磨处理后烘干，得到低温共烧陶瓷粉料；向所述低温共烧陶瓷粉料中加入溶剂、粘结剂、增塑剂、分散剂和润湿剂，混合均匀后流延成型，烘干后烧结，得到低温共烧陶瓷材料。优选的，所述Li2Mg2(WO4)3按照如下方法制备：将Li2CO3、MgO和WO3混合，放入球磨罐中，加入去离子水进行球磨，球磨时间为8-15小时，烘干后得到Li2Mg2(WO4)3。优选的，所述Li2CO3、MgO和WO3的摩尔比为1：1-4：5-8。优选的，得到低温共烧陶瓷粉料的步骤中，球磨处理的时间为3～8小时。本专利技术提供了一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料及其制备方法，由以下成分组成：Li2Mg2(WO4)320～60重量份；钙硼硅玻璃粉15～25重量份；碳化硅1～5重量份；纳米金刚石1～5重量份；纳米ZnO1～5重量份；纳米ZrO21～5重量份。与现有技术相比，钨酸镁锂陶瓷材料具有低介电常数和良好的微波介电性能；碳化硅陶瓷相具有抗氧化性强、耐磨性能好、热稳定性好、高温强度大、热膨胀系数小、热导率高以及抗热震耐化学腐蚀等优良特性。以纳米金刚石、纳米ZnO和纳米ZrO2作为弥散强化相，形成三维立体化的网络状导热结构。本专利技术利用碳化硅、纳米金刚石、纳米ZnO、纳米ZrO2之间的协同作用，提高了钨酸盐低温共烧陶瓷材料的热导率。实验结果表明，本专利技术制备的钨酸盐低温共烧陶瓷材料的热膨胀系数为4.6×10-6K-1，介电常数为6.2(1MHz)，热导率为40W/mK。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料，由以下成分组成：钨酸镁锂陶瓷材料具有低介电常数和良好的微波介电性能。作为优选方案，Li2Mg2(WO4)3为25～50重量份，更优选为25～40重量份。钙硼硅玻璃是一种低软化点，起到助熔剂的作用，促进玻璃陶瓷复合材料致密化。作为优选方案，所述钙硼硅玻璃粉为20～25重量份，更优选为20～22重量份。金刚石是自然界已知物质中硬度最高的材料,莫氏硬度为10,维氏硬度高于98GPa,其耐磨性和研磨能力超过了所有磨削材料。金刚石的弹性模量极大,约为980GPa,抗压强度约为13GPa,抗拉强度约为3.4GPa。金刚石在空气中的摩擦系数极小,只有0.1左右。金刚石的熔点在3000℃以上,热导率是已知材料中最高的,室温下为2000W·m-1K-1,大约是良导体铜的5倍。纳米金刚石除具有纳米材料和金刚石的一些基本性质外还具有某些特殊的性质,如化学活性大,德拜温度低等。作为优选方案，所述纳米金刚石为1～3重量份。纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100nm之间，是一种高端的高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。作为优选方案，纳米ZnO优选为1～3重量份。纳米ZrO2为1～3重量份。相应的，本专利技术还提供一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：将20～60重量份Li2Mg2(WO4)3、15～25重量份钙硼硅玻璃粉、1～5重量份碳化硅、1～5重量份纳米金刚石、1～5重量份纳米ZnO、1～5重量份纳米ZrO2混合，加入乙醇，球磨处理后烘干，得到低温共烧陶瓷粉料；向所述低温共烧陶瓷粉料中加入溶剂、粘结剂、增塑剂、分散剂和润湿剂，混合均匀后流延成型，烘干后烧结，得到低温共烧陶瓷材料。作为优选方案，所述Li2Mg2(WO4)3按照如下方法制备：将Li2CO3、MgO和WO3混合，放入球磨罐中，加入去离子水进行球磨，球磨时间为8-15小时，烘干后得到Li2Mg2(WO4)3。优选的，所述Li2CO3、MgO和WO3的摩尔比为1：1-4：5-8。作为优选方案，得到低温共烧陶瓷粉料的步骤中，球磨处理的时间为3～8小时本专利技术对于采用的溶剂并无特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的溶剂，优选为三氯乙烯；本专利技术对于采用的粘结剂并无特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的粘结剂，优选为聚乙烯醇缩丁醛溶液；本专利技术对于采用的增塑剂并无特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的增塑剂，优选为邻苯二甲酸二丁酯；本专利技术对于采用的分散剂并无特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的分散剂，优选为三油酸甘油酯；本专利技术对于采用的润湿剂并无特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的润湿剂，优选为聚氧乙烯酯。从以上方案可以看出，本专利技术提供了一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料及其制备方法，由以下成分组成：Li2Mg2(WO4)320～60重量份；钙硼硅玻璃粉15～25重量份；碳化硅1～5重量份；纳米金刚石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料，其特征在于，由以下成分组成：

【技术特征摘要】
1.一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料，其特征在于，由以下成分组成：2.根据权利要求1所述的钨酸盐低温共烧陶瓷材料，其特征在于，Li2Mg2(WO4)3为25～50重量份。3.根据权利要求1所述的钨酸盐低温共烧陶瓷材料，其特征在于，钙硼硅玻璃粉为20～25重量份。4.根据权利要求1所述的钨酸盐低温共烧陶瓷材料，其特征在于，纳米金刚石为1～3重量份。5.根据权利要求1所述的钨酸盐低温共烧陶瓷材料，其特征在于，纳米ZnO为1～3重量份。6.根据权利要求1所述的钨酸盐低温共烧陶瓷材料，其特征在于，纳米ZrO2为1～3重量份。7.一种钨酸盐低温共烧陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将20～60重量份Li2Mg2(WO4)3、15～25重量份钙硼硅玻璃粉、1～5重量份碳化硅、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄勇，
申请(专利权)人：广西融辰建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45