本发明专利技术涉及打印机配件技术领域，提供一种打印机加热条用氮化铝陶瓷的制备方法，解决现有打印机加热条用陶瓷材料热导率低，影响定影组件散热速度的问题，包括以下步骤：(1)制备改性氮化铝粉体；(2)制备烧结助剂：以合成的三元碳化物和氧化镧的混合物作为烧结助剂；(3)制备陶瓷浆料；(4)流延成型；(5)等静压成型；(6)加热脱脂；(7)烧结。制备得到的氮化铝陶瓷综合性能优异，不仅热导率高，而且兼具优异的抗弯强度和断裂韧性。强度和断裂韧性。
【技术实现步骤摘要】
一种打印机加热条用氮化铝陶瓷的制备方法
[0001]本专利技术涉及打印机配件
，尤其涉及一种打印机加热条用氮化铝陶瓷的制备方法。
技术介绍
[0002]激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的输出设备，具有打印速度快，故障率低，可靠性高等优点，被广泛应用于办公文印工作上。激光打印机的内部结构可以分为四部分：激光组件、输纸组件、显影组件和定影组件，其中定影组件是长时间保存打印文件的主要元件，它能将覆盖到纸张表面的碳粉，通过加压加热的方式熔化并牢牢地固定在纸张上。定影组件中的加热部件一般选用陶瓷加热条，其结构主要由陶瓷基板、电极、发热丝、玻璃釉四部分组成，为了加快定影组件的散热速度，要求选用导热率优异的陶瓷基板材料。
[0003]目前常用的陶瓷基板材料包括氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷，其中氧化铝陶瓷由于原料来源丰富，成本低、机械强度和硬度高、绝缘性能好、耐化学腐蚀、尺寸精度高、与金属附着力好等优点，被广泛应用于电子工业上，占陶瓷基板总量的90％，但氧化铝陶瓷的热导率低，散热能力有限。相比氧化铝陶瓷，氮化铝陶瓷具有更高的热导率，在需要高热传导的器件中逐渐替代氧化铝陶瓷，应用前景广阔。理论上，氮化铝的热导率为320W/(m
·
K),但是实际生产出的氮化铝陶瓷热导率与理论值相差甚远，一般在200W/(m
·
K)以下。比如中国专利号CN201610906824.4公开了一种低温烧结高热导率的氮化铝陶瓷，包括氮化铝、氧化钇和氟化镧，氮化铝的质量百分比为95～97％，氧化钇的质量百分比为2％，氟化镧的质量百分比为1～3％。将氮化铝粉体、氧化钇和氟化镧混合，依次经湿法球磨、干燥、造粒、压制、烧结处理，制得氮化铝陶瓷。该专利技术所提供的氮化铝陶瓷介电常数为9～10，介电损耗为0.8
×
10
‑3～1.3
×
10
‑3，热导率可达到160～200W/(m
·
K)。
技术实现思路
[0004]因此，针对以上内容，本专利技术提供一种打印机加热条用氮化铝陶瓷的制备方法，解决现有打印机加热条用陶瓷材料热导率低，影响定影组件散热速度的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种打印机加热条用氮化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)制备改性氮化铝粉体：
[0008]以1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酸和氯化亚砜为原料，在催化剂作用下进行回流反应2～6h，反应结束后减压蒸馏，得到1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酰氯；
[0009]将氮化铝粉体和脂肪胺加入反应釜内，搅拌混合均匀，然后升温至220～350℃，保温20～40mi n,然后冷却至5～15℃，加入三乙胺水溶液，再滴加1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酰氯的甲苯溶液，室温下搅拌反应1～3h，待反应结束后取上层液，过滤、洗涤、干燥得到改性氮化铝粉体；
[0010]升温温度取决于脂肪胺的物理性质，具体来说升温温度要大于脂肪胺的沸点，使脂肪胺转变为气态；
[0011](2)制备烧结助剂：
[0012]将四氯化锆、氯化镱、乙酰丙酮按摩尔比3:1:10加入装有乙醇的反应器内，在40～60℃条件下反应0.5～1.5h，然后加入葡萄糖，继续搅拌反应1～3h，得到溶胶溶液；
[0013]将溶胶溶液进行干燥处理，得到的凝胶研磨成粉末，然后送入管式炉内进行煅烧，煅烧温度为800～1000℃，保温1～3h，得到三元碳化物；
[0014]将三元碳化物和氧化镧按质量比72～85:15～28混合作为烧结助剂；
[0015](3)制备陶瓷浆料：
[0016]将改性氮化铝粉体、烧结助剂、溶剂、分散剂、脱泡剂加入球磨机中进行初次球磨，球磨时间为8～12h，再加入粘合剂和增塑剂进行二次球磨，球磨时间为5～10h，然后采用真空脱泡机对球磨后的物料进行真空脱泡，即得陶瓷浆料；
[0017](4)流延成型：
[0018]将陶瓷浆料通过流延机流延成型，得到生坯带，再根据成品的尺寸和形状将生坯带进行冲压，得到生坯片；
[0019](5)等静压成型：
[0020]将生坯片放入冷等静压机中进行压制，具体处理条件为：从常压下升压至72～80MPa，并保压1～2mi n，然后升压至135～145MPa，并保压2～4mi n，再升压至200～220MPa，并保压4～8mi n；
[0021](6)加热脱脂：
[0022]将等静压处理后的生坯片进行加热脱脂，排除生坯片中的有机物；
[0023](7)烧结：
[0024]将脱脂后的生坯片在惰性气体气氛下进行高温烧结，烧结后冷却至室温，除粉抛光后即得氮化铝陶瓷。
[0025]进一步的改进是：所述1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酸和氯化亚砜的摩尔比为1:1.2～1.5，所述催化剂的用量为1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酸质量的0.5～1.5％。
[0026]进一步的改进是：所述1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酰氯与三乙胺的摩尔比为1:1.1～1.3。
[0027]进一步的改进是：所述脂肪胺与1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酰氯的摩尔比为0.9～1:1。
[0028]进一步的改进是：所述催化剂为苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、甲基三辛基氯化铵、甲基三辛基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、18
‑
冠醚
‑
6中的任意一种或两种以上以任意比混合而成。
[0029]进一步的改进是：所述脂肪胺的结构式如式Ⅰ所示：
[0030][0031]其中，R1代表C
12
～C
16
的烷基，R2代表甲基或H。
[0032]进一步的改进是：所述氮化铝粉体包括中位粒径为0.8～2μm的微米级氮化铝粉体
和中位粒径为40～80nm的纳米级氮化铝粉体，其中所述微米级氮化铝粉体所占质量比例为90～95％。
[0033]进一步的改进是：步骤(2)中葡萄糖的用量为四氯化锆和氯化镱总质量的13～15％。
[0034]进一步的改进是：所述陶瓷浆料包括以下重量份的各组分：改性氮化铝粉体100份、烧结助剂2～4份、溶剂50～70份、分散剂0.8～2份、脱泡剂0.15～0.45份、粘合剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种打印机加热条用氮化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备改性氮化铝粉体：以1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酸和氯化亚砜为原料，在催化剂作用下进行回流反应2～6h，反应结束后减压蒸馏，得到1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酰氯；将氮化铝粉体和脂肪胺加入反应釜内，搅拌混合均匀，然后升温至220～350℃，保温20～40min,然后冷却至5～15℃，加入三乙胺水溶液，再滴加1
‑
N
‑
苄氧羰基
‑2‑
哌啶甲酰氯的甲苯溶液，室温下搅拌反应1～3h，待反应结束后取上层液，过滤、洗涤、干燥得到改性氮化铝粉体；(2)制备烧结助剂：将四氯化锆、氯化镱、乙酰丙酮按摩尔比3:1:10加入装有乙醇的反应器内，在40～60℃条件下反应0.5～1.5h，然后加入葡萄糖，继续搅拌反应1～3h，得到溶胶溶液；将溶胶溶液进行干燥处理，得到的凝胶研磨成粉末，然后送入管式炉内进行煅烧，煅烧温度为800～1000℃，保温1～3h，得到三元碳化物；将三元碳化物和氧化镧按质量比72～85:15～28混合作为烧结助剂；(3)制备陶瓷浆料：将改性氮化铝粉体、烧结助剂、溶剂、分散剂、脱泡剂加入球磨机中进行初次球磨，再加入粘合剂和增塑剂进行二次球磨，然后采用真空脱泡机对球磨后的物料进行真空脱泡，即得陶瓷浆料；(4)流延成型：将陶瓷浆料通过流延机流延成型，得到生坯带，再根据成品的尺寸和形状将生坯带进行冲压，得到生坯片；(5)等静压成型：将生坯片放入冷等静压机中进行压制，具体处理条件为：从常压下升压至72～80MPa，并保压1～2min，然后升压至135～145MPa，并保压2～4min，再升压至200～220MPa，并保压4～8min；(6)加热脱脂：将等静压处理后的生坯片进行加热脱脂，排...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨大胜，施纯锡，冯家伟，
申请(专利权)人：福建华清电子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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