玻璃陶瓷组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了玻璃陶瓷组合物，包括：玻璃25～35份，氧化锌3～8份，氟化钠5～20份，氟化锶10～15份，氧化镁15～25份，碳酸钾15～25份，贝壳粉35～50份，云母粉10～30份。本发明专利技术公开了玻璃陶瓷组合物的制备方法，包括如下步骤：原料的混合物研磨均匀后，将所述混合物熔融、保温，形成混合溶液，冷却成型得到前体玻璃；将所述前体玻璃破碎，得到前体玻璃粉；将所述前体玻璃粉和增韧剂混合，在保护气体的气氛中进行烧结，得到所述玻璃陶瓷。

【技术实现步骤摘要】
玻璃陶瓷组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及陶瓷制备
，具体涉及玻璃陶瓷组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
玻璃陶瓷，又称微晶玻璃，是经过高温融化、成型、热处理而制成的一类晶相与玻璃相结合的复合材料。具有机械强度高、热膨胀性能可调、耐热冲击、耐化学腐蚀、低介电损耗等优越性能。玻璃陶瓷被广泛用于机械制造、光学、电子与微电子、航天航空、化学、工业、生物医药及建筑等领域。由于玻璃陶瓷面板的制造工艺复杂，技术要求高，高质量玻璃陶瓷生产工艺及控制技术基本上被国外所垄断，所以国内玻璃陶瓷生产工艺存在质量品质差、密度低、机械强度低、成品率低等问题。
技术实现思路
基于上述技术问题，本专利技术设计开发了玻璃陶瓷组合物，本专利技术的专利技术目的是提供高密度高机械强度的玻璃陶瓷。本专利技术还设计开发了用于制备高密度高机械强度的玻璃陶瓷组合物的方法。本专利技术设计开发了玻璃陶瓷组合物的应用，应用在在半导体中领域。本专利技术提供的技术方案为：玻璃陶瓷组合物，所述组合物由以下重量份数原料制成：玻璃25～35份，氧化锌3～8份，氟化钠5～20份，氟化锶10～15份，氧化镁15～25份，碳酸钾15～25份，贝壳粉35～50份，云母粉10～30份。优选的是，所述组合物由以下重量份数原料制成：玻璃30份，氧化锌5份，氟化钠12份，氟化锶13份，氧化镁20份，碳酸钾19份，贝壳粉45份，云母粉15份。玻璃陶瓷组合物的制备方法，包括如下步骤：原料的混合物研磨均匀后，将所述混合物熔融、保温，形成混合溶液，冷却成型得到前体玻璃；将所述前体玻璃破碎，得到前体玻璃粉；将所述前体玻璃粉和增韧剂混合，在保护气体的气氛中进行烧结，得到所述玻璃陶瓷；其中，按照以下重量份数选取原料：玻璃25～35份，氧化锌3～8份，氟化钠5～20份，氟化锶10～15份，氧化镁15～25份，碳酸钾15～25份，贝壳粉35～50份，云母粉10～30份；以及其中，所述增韧剂重量份数PTO控制为：式中，PS为贝壳粉份数，PG为玻璃份数，PT为组合物总份数，δ为校正系数。优选的是，所述增韧剂为氮化硅或者石英纤维。优选的是，按照以下重量份数选取原料：玻璃30份，氧化锌5份，氟化钠12份，氟化锶13份，氧化镁20份，碳酸钾19份，贝壳粉45份，云母粉15份。优选的是，控制所述熔融温度TM为：式中，PS为贝壳粉份数，PG为玻璃份数，PT为组合物总份数，ξ为第一经验系数，A为第一经验常数，TM_max为最大熔融温度，TM_min为最小熔融温度；以及当所述熔融温度TM＜TM_min时，控制所述熔融温度，使TM＝TM_min；当所述熔融温度TM＞TM_max时，控制所述熔融温度，使TM＝TM_max。优选的是，控制所述烧结温度TA为：式中，PS为贝壳粉份数，PG为玻璃份数，PT为组合物总份数，ψ为第二经验系数，B为第二经验常数，TA_max为最大烧结温度，TA_min为最小烧结温度；以及当所述烧结温度TA＜TA_min时，控制所述烧结温度，使TA＝TA_min；当所述烧结温度TA＞TA_max时，控制所述烧结温度，使TA＝TA_max。优选的是，在进行所述混合物熔融之前，对所述原料混合物进行预热，预热温度为350℃～550℃；熔融的时间为2.5～4小时；烧结的时间为2～2.5小时。优选的是，δ取值为0.092，ξ取值为0.83，A取值为142.9，ψ取值为0.75，B取值为200.8。优选的是，最大熔融温度TM_max取值为1500℃，最小熔融温度TM_min取值为1300℃；以及最大烧结温度TA_max取值为1100℃，最小烧结温度取值为800℃。本专利技术与现有技术相比较所具有的有益效果：1、本专利技术通过对先制备前体玻璃粉，然后通过前体玻璃粉和增韧剂进行混合，同时根据组合物总份数、玻璃份数和贝壳粉份数，对增韧剂、熔融温度和烧结温度进行合理控制，从而能够得到高致密度能、高抗弯强度和高抗冲击韧性的玻璃陶瓷组合物；2、本专利技术的玻璃陶瓷组合物以碎玻璃、贝壳粉和云母粉为主要原料，大大的缓解了固体废料对环境的污染，降低了玻璃陶瓷的生产成本的同时具有更好的使用性能。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供玻璃陶瓷组合物，组合物由以下重量份数原料制成：玻璃25～35份，氧化锌3～8份，氟化钠5～20份，氟化锶10～15份，氧化镁15～25份，碳酸钾15～25份，贝壳粉35～50份，云母粉10～30份。在另一种实施例中，组合物由以下重量份数原料制成：玻璃30份，氧化锌5份，氟化钠12份，氟化锶13份，氧化镁20份，碳酸钾19份，贝壳粉45份，云母粉15份。本专利技术还提供了玻璃陶瓷组合物的制备方法，包括如下步骤：原料的混合物研磨均匀后，将所述混合物熔融、保温，形成混合溶液，冷却成型得到前体玻璃；将所述前体玻璃破碎，得到前体玻璃粉；将所述前体玻璃粉和增韧剂混合，在保护气体的气氛中进行烧结，得到所述玻璃陶瓷；其中，按照以下重量份数选取原料：玻璃25～35份，氧化锌3～8份，氟化钠5～20份，氟化锶10～15份，氧化镁15～25份，碳酸钾15～25份，贝壳粉35～50份，云母粉10～30份；以及其中，所述增韧剂重量份数PTO控制为：式中，PS为贝壳粉份数，PG为玻璃份数，PT为组合物总份数，δ为校正系数。在另一种实施例中，增韧剂为氮化硅或者石英纤维。在另一种实施例中，按照以下重量份数选取原料：玻璃30份，氧化锌5份，氟化钠12份，氟化锶13份，氧化镁20份，碳酸钾19份，贝壳粉45份，云母粉15份。在另一种实施例中，控制所述熔融温度TM为：式中，PS为贝壳粉份数，PG为玻璃份数，PT为组合物总份数，ξ为第一经验系数，A为第一经验常数，TM_max为最大熔融温度，TM_min为最小熔融温度；以及当所述熔融温度TM＜TM_min时，控制所述熔融温度，使TM＝TM_min；当所述熔融温度TM＞TM_max时，控制所述熔融温度，使TM＝TM_max。在另一种实施例中，控制所述烧结温度TA为：式中，PS为贝壳粉份数，PG为玻璃份数，PT为组合物总份数，ψ为第二经验系数，B为第二经验常数，TA_max为最大烧结温度，TA_min为最小烧结温度；以及当所述烧结温度TA＜TA_min时，控制所述烧结温度，使TA＝TA_min；当所述烧结温度TA＞TA_max时，控制所述烧结温度，使TA＝TA_max。在另一种实施例中，在进行所述混合物熔融之前，对所述原料混合物进行预热，预热温度为350℃～550℃；熔融的时间为2.5～4小时；烧结的时间为2～2.5小时。在另一种实施例中，δ取值为0.092，ξ取值为0.83，A取值为142.9，ψ取值为0.75，B取值为200.8。在另一种实施例中，最大熔融温度TM_max取值为1500℃，最小熔融温度TM_min取值为1300℃，最大烧结温度TA_max取值为1100℃，最小烧结温度取值为800℃。本专利技术还提供了玻璃陶瓷组合物在半导体领域和生物医药领域中的应用。实施例1本专利技术提供的玻璃陶瓷组合物的制备方法，包括如下步骤：步骤一、按照以下重量份称取原料：玻璃25份，氧化锌3份，氟化钠5份，氟化锶10份，氧化镁15份，碳酸钾15份，贝壳粉35份，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.玻璃陶瓷组合物，其特征在于，所述组合物由以下重量份数原料制成：玻璃25～35份，氧化锌3～8份，氟化钠5～20份，氟化锶10～15份，氧化镁15～25份，碳酸钾15～25份，贝壳粉35～50份，云母粉10～30份。

【技术特征摘要】
1.玻璃陶瓷组合物，其特征在于，所述组合物由以下重量份数原料制成：玻璃25～35份，氧化锌3～8份，氟化钠5～20份，氟化锶10～15份，氧化镁15～25份，碳酸钾15～25份，贝壳粉35～50份，云母粉10～30份。2.如权利要求1所述的玻璃陶瓷组合物，其特征在于，所述组合物由以下重量份数原料制成：玻璃30份，氧化锌5份，氟化钠12份，氟化锶13份，氧化镁20份，碳酸钾19份，贝壳粉45份，云母粉15份。3.玻璃陶瓷组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：原料的混合物研磨均匀后，将所述混合物熔融、保温，形成混合溶液，冷却成型得到前体玻璃；将所述前体玻璃破碎，得到前体玻璃粉；将所述前体玻璃粉和增韧剂混合，在保护气体的气氛中进行烧结，得到所述玻璃陶瓷；其中，按照以下重量份数选取原料：玻璃25～35份，氧化锌3～8份，氟化钠5～20份，氟化锶10～15份，氧化镁15～25份，碳酸钾15～25份，贝壳粉35～50份，云母粉10～30份；以及其中，所述增韧剂重量份数PTO控制为：式中，PS为贝壳粉份数，PG为玻璃份数，PT为组合物总份数，δ为校正系数。4.如权利要求3所述的玻璃陶瓷组合物的制备方法，其特征在于，所述增韧剂为氮化硅或者石英纤维。5.如权利要求4所述的玻璃陶瓷组合物的制备方法，其特征在于，控制所述熔融温度TM为：式中，PS为贝壳粉份数，PG为玻璃份数，PT为组合物总份数，ξ为第一经验系数，A为第一经验常数，TM_m...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓薇，宋琼，王春燕，刘刚，刘晓秋，宋阳成，陈艳，
申请(专利权)人：吉林工程技术师范学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22