本发明专利技术公开了一种基于氮化铝微晶陶瓷基板的稀土厚膜电路可控电热元件及其制备方法，包括基片、系列电子浆料、系列电子浆料制备在基片上，所述系列电子浆料包括封装浆料、电极浆料，系列电子浆料均由功能相、无机粘接相、有机载体三部分组成；系列电子浆料还包括稀土电阻浆料，所述基片为ＡＬＮ氮化铝微晶陶瓷基片，系列电子浆料以厚膜电路的形式制备在基片上，同时还公开了ＡＬＮ氮化铝微晶陶瓷基片、稀土包封浆料、稀土电阻浆料、稀土电极浆料的配方。本发明专利技术加热温度场均匀可控、大功率、高功率密度、高效导热、高速响应，高效节能、抗热冲击能力强，体积小巧、绿色、环保、安全可靠、应用范围广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电热
，更具体地说是涉及ALN微晶陶瓷基板、稀 土电子桨料、厚膜电路可控电热元件及其制备工艺。
技术介绍
在我国确立的可持续发展战略中，涉及到的两个方面是环境保护和提 高能量利用率，改善能量结构。在电加热领域中，新型的加热元件要求体 积要小，功率要大，表面热负荷要大，热惰性要小，热效率要高，耗电要 低，热启动要快，温度场要均匀，导热性能优良、抗热冲击能力要强，无 污染，绿色、环保、安全可靠。在金属基板、微晶玻璃基板高效电热元件已获得市场认可，产生了一 定的社会效益、经济效益之际，我们也发现当材料被用作热导体或是绝缘 体时，热导率就成为一个很重要的参数。因而，对于基片的诸要求中导热 率就成为领军指标，而金属基板、微晶玻璃基板的热导率又不是最好的， 当电热元件在大功率、高温运行时，导热率低就有可能造成效率下降，尤 其在400 60(TC运行时不仅造成效率下降，还会造成设计制造成本的增 加.且现有的ALN氮化铝基片虽说热导率是最好的，大功率高温下使用性 能良好，但ALN材料韧性差、机械强度低，规格作不大，适用范围受到了 很大限制。为此，研制一种韧性好，高强度、大规格的ALN微晶陶瓷基板 材料，附着力强、电热性能良好的系列电子浆料，制备出高效环保、大功 率的厚膜电路电热元件成为国内外市场急需解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种体积小，功 率大，表面热负荷大，热导率高，热效率高，热启动快，温度场均匀，抗 热冲击能力强，机械强度高、无污染，绿色、环保、安全可靠的基于氮化 铝微晶陶瓷基板的稀土厚膜电路电热元件。本专利技术的另一目的是提供一种基于氮化铝微晶陶瓷基板的稀土厚膜 电路电热元件的制备工艺。本专利技术是采用如下技术解决方案来实现上述目的 一种基于氮化铝微 晶陶瓷基板的稀土厚膜电路电热元件，包括基片、系列电子浆料，所述系 列电子浆料以厚膜电路的形式制备在基片上，该系列电子浆料包括封装浆 料、电极浆料，系列电子浆料均由功能相、无机粘接相、有机载体三部分 组成。所述基片为ALN-YF3-Y203-CaF2-La203-Zr02稀土微晶陶瓷，各微晶陶 瓷粉体合成比例(重量比)为ALN-YF3-Y203-CaF2-La203=93. 5 96. 8: 3 1,5: 1 0. 5: 2 1: 0. 5 0. 2，所述Ti。2、 Zr02作晶核剂。作为上述方案的进一步说明，所述ALN-YF3-YA-CaF2-La203-Zr02稀土 微晶陶瓷，采用流延法(或压延法)制备，低温烧结而成，流延浆料均由 固相成份、有机溶剂载体、无机粘接相三部分组成。所述流延桨料中固相成份、有机溶剂载体、无机粘接相各部分的比例 为(55 70) : (20 30) : (2.5 4.5)，流延浆料中还含有分散剂 (0.8 3):增塑剂(3. 5 5. 5):除泡剂(0. 01 0. 1)。所述的固相成分为添加稀土氧化物的陶瓷粉体，有机溶剂载体包括溶 剂:二甲苯+无水乙醇、粘接剂:聚乙烯醇縮丁醛、分散剂:三油酸甘油酯、 增塑剂:磷苯二甲酸二丁酯+聚乙二醇、除泡剂磷酸三丁酯、有机硅油、 醇类混合物。所述系列电子浆料还包括稀土电阻浆料，该稀土电阻浆料由功能相和有机载体组成，比例为(65 85) : (35 15);功能相成分由银钌钯 钇复合粉和微晶玻璃粉组成，比例为75 55 : 25 45;银钌钯钇粉的重 量比为(75 59) : (15 20.5) : (5 20) : (5 0.5);所述微晶 玻璃粉为Ca0-Si02-Al203-B203-Bi203-La203系微晶玻璃，该微晶玻璃各氧 化物重量比为CaO10 35%、 Si0220 60%、 Al2035 35%、 BA1 嵐、 Bi20310 30%、 La2030. 3 8%、 Ti02l 8%、 Zr02l 10%。所述电极浆料由固相成分与有机溶剂载体组成，其重量比为(70 90) : (30 10);其中固相成分包括银钯钇复合粉与微晶玻璃粉，其 重量比为(99.4 94) : (0.6 6);该银钯钇复合粉由如下组分(重 量比)构成，钯粉、银粉与钇粉的重量比为(0.6 10 : 99) (82 : 0.4) 8;所述微晶玻璃粉为SiOHUA-CaO-B203-Bi203-LaA系微晶玻璃，该微晶 玻璃各氧化物的成分重量配比为Si0220 60%、 Al2035 35%、 Ca010 35%、 B203l 15%、 Bi20310 30%、 La2030. 3 15%、 Ti02l 10%、 ZrOJ 腦。所述封装浆料由固相成分与有机溶剂载体组成，重量比为(70 90) : (30 10)，固相成分为Si02-A1203-CaO-B203-LaA系微晶玻璃， 各氧化物的成分重量配比为Si0230 65%、 Al2035 26%、 Ca018 38%、 BA2 16%、 LaAO. 3 15%、 Co2030. 05 6%、 Ti02l 10%、 Zr02l 10 %。所述有机载体为油醇、柠檬酸三丁酯、乙基纤维素、硝基纤维素、氢 化蓖麻油、卵磷脂。所述稀土电阻浆料有机溶剂载体配方(重量比)为 松油醇68 78%、柠檬酸三丁酯2 18%、乙基纤维素0.4 9%、硝基纤维 素0.4 9%、氢化蓖麻油0. 1 6%、卵磷脂0. 1 6%;稀土电极浆料其配方(重量比)为松油醇60 98%、柠檬酸三丁酯10 30%、乙基纤维素 2 10%、硝基纤维素1 5%、氢化蓖麻油0. 1 5%、卵磷脂0. 1 5%;稀 土包封浆料有机载体配方(重量比)为丁基卡必醇66 89%、柠檬酸三丁 酯5 15%、乙基纤维素0. 5 10%、氢化蓖麻油0. 1 5%、卵磷脂0. 1 5%。 一种基于氮化铝微晶陶瓷基板的稀土厚膜电路电热元件的制备工艺， 其特征在于，它包括如下方法步骤a、 先将所量取的各陶瓷粉体和添加剂倒入溶剂中，再加入分散剂，进 行第一次球磨，时间为12 24h;然后添加增塑剂和粘接剂，进行第二次球 磨，时间为12 24h;最后添加除泡剂进行真空搅拌，真空度为一O. 95Mpa， 搅拌机转速为80 150n/min，时间为15 30分钟，混合制备出流延浆料；b、 将a过程得到的浆料通过流延机流延浆料，制备生瓷片，并在80 15(TC下在机干燥30 50分钟，得到厚度为0.5 3mm微晶陶瓷生胚，并 冲压加工成片；c、 将b过程中的生瓷片在连续式氮化气氛烧结炉内排胶烧结晶化， 温度550 65(TC排胶，温升速率50 85TV时，在1100 1450。C烧结3 5h，获得ALN微晶陶瓷基板；d、 经激光、磨、抛、切、加工线加工制成ALN微晶陶瓷基板产品；e、 CAD制版、光绘制版、ALN微晶陶瓷基板上丝网印刷厚膜电路；f、 真空烘干10 30分钟，温度80 180。C;g、 红外晶化烧结，温升速率50 120。C/时，温度750 950。C，峰值 10 20分钟制得基于ALN氮化铝微晶陶瓷基板的稀土厚膜电路电热元件， 测试包装。本专利技术采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是1、 本专利技术采用上述配比制备的ALN微晶陶瓷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于氮化铝微晶陶瓷基板的稀土厚膜电路电热元件，包括基片、系列电子浆料，系列电子浆料以厚膜电路的形式制备在基片上，系列电子浆料主要由功能相、无机粘接相、有机载体三部分组成，该系列电子浆料包括封装浆料、电极浆料，其特征在于：所述基片为ＡＬＮ－ＹＦ↓［３］－Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］－ＣａＦ↓［２］－Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］－ＺｒＯ↓［２］稀土微晶陶瓷，各微晶陶瓷粉体合成比例（重量比）为：ＡＬＮ－ＹＦ↓［３］－Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］－ＣａＦ↓［２］－Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］＝（９３．５～９６．８）∶（３～１．５）∶（０．５～１）∶（１～２）∶（０．５～０．２），所述ＴｉＯ↓［２］、ＺｒＯ↓［２］作晶核剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，王克政，
申请(专利权)人：王晨，王克政，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]
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