本发明专利技术公开了一种基于金属基板的稀土厚膜电路用稀土电阻浆料及其制备方法，该稀土浆料由功能相和有机载体组成，比例为：６５～８５∶３５～１５。功能相成分由银钯钇复合粉和微晶玻璃粉组成，比例为：７５～５５∶２５～４５。银钯钇粉的重量比为：７５～５９∶１５～４０．５∶１０～０．５。稀土电阻浆料的制备工艺：①微晶玻璃粉制备→②银钯钇复合粉制备→③配制有机溶剂载体→④稀土浆料综合调制。本发明专利技术的贵金属稀土电阻浆料特点：低方阻，大电阻温度系数且可控，良好的电性能与介质浆料、导电浆料湿润性相容性优良。通过调整浆料功能相成分、含量及烧结工艺，该稀土电阻浆料可和多种金属基板介质浆料相容，本发明专利技术稀土厚膜电路用贵金属稀土电阻浆料及其制备技术适用于铁素体系列不锈钢基板。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于金属基板的厚膜电路用稀土电阻浆料及其制备技术，特别涉及基于铁素体不锈钢系列基板，例如国标牌号1Cr15、1Cr17、00Cr12等，国外牌号429#、430#、410L#等大功率厚膜电路用稀土电阻浆料及其制备工艺。
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、热惰性要小、表面热负荷要大、耗电低、热效率要高、热启动快、功率稳定、温度场均匀、工艺性好、本体自控温、运行安全可靠，寿命长，适应范围广。目前，能满足上述要求的加热元件只有采用新型电热元件即稀土厚膜电路电热元件。二十一世纪初，美国杜邦公司已经将其用于咖啡壶的不锈钢发热盘推向中国市场，国内科研院校2003年也陆续推出用于不锈钢基板的厚膜电路电子浆料，但都使用同一种基板，同一类电子浆料，包括介质浆料、电阻浆料(银钯)、导电浆料。技术成本、质量成本、产品质量、应用范围都受到限制。由其是介质浆料制备效率低、电性能、湿润性差，电阻浆料稳定性欠佳、成本高居不下，电极浆料易氧化、高温下银离子易迁移，附着力不牢等。致使该技术推广应用发展缓慢。据查证，岂今为止，国内外还没有基于1Cr15、1Cr17、00Cr12(国外牌号430#、429#、410L#)系列不锈钢基片的稀土厚膜电路，稀土系列电子浆料及其制备技术的文献、专利和成果的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术之不足而提供所要解决的技术问题是提供一种低方阻，大电阻温度系数且可控，成本低廉、质量可靠、良好的电性能与介质浆料、导电浆料湿润性相容性优良的基于金属基板的稀土厚膜电路稀土电阻浆料。本专利技术的另一目的还在于提供一种上述稀土电阻浆料的制备方法。本专利技术采用下列技术方案解决上述目的本专利技术基于金属基板的稀土厚膜电路稀土电阻浆料，由功能相组分银钯钇复合粉+微晶玻璃粉和有机载体组成，功能相组分与有机载体的重量比为65～85∶35～15。所述固相成分中银钯钇复合粉与微晶玻璃的重量比为75～55∶25～45。作为本专利技术的进一步改进，所述银、钯、钇粉的重量比为75～59∶15～40.5∶10～0.5，银钯钇复合粉的粒径均小于3μm。银钯钇复合粉为贵金属浆料。所述微晶玻璃粉为CaO-SiO2-Al2O3-B2O3-Bi2O3-La2O3系微晶玻璃各氧化物重量比SiO220～60％、Ai2O35～35％、CaO 10～35％、Bi2O310～30％、B2O31～10％、La2O30.3～8、TiO21～8％、ZrO21～10％；所述有机载体各组分的重量比松油醇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％、氢化篦麻油0.1～6％、卵磷脂0.1～6％。本专利技术基于金属基板的厚膜电路稀土电阻浆料的制备工艺，其特征在于它包括如下工艺步骤首先制备微晶玻璃粉、钯银钇复合粉，配置有机溶剂载体，待用； 然后进行稀土电阻浆料综合调制将功能相成分由银钯钇复合粉和微晶玻璃粉组成，按比例为(75～55)∶(25～45)；并按功能相和有机载体组成比例(65～85)∶(35～15)，将固相粉体、有机载体溶剂装入三棍轧机轧制，用粘度计测试浆料粘度，粘度值为150～200PaS/RPM。其中，所述微晶玻璃粉制备是将下列配比的原料(重量％比)SiO220～60％、Ai2O35～35％、CaO 10～35％、Bi2O310～30％、B2O31～10％、La2O30.3～12、TiO21～8％、ZrO21～10％，在三维混料机中混合均匀后装入白金坩埚，置于高温熔炉熔炼，熔炼温度为1100～1450℃，保温1～3小时后，快速将玻璃熔液侵入冷水中水淬，得到微渣，将玻璃微渣装入玛瑙球桶，用星型球磨机球磨获得粒径小于3微米的玻璃微粉构成。所述贵金属钯银钇复合粉制备工艺是将下列配比的原料(重量％比)银钯钇粉的重量比为75～59∶15～40.5∶10～0.5。银钯钇复合粉中银粉、钯粉、钇粉的粒径小于3μm；装入三维混料机混合均匀得到复合粉。所述有机溶剂载体的配置是将有机溶剂载体中主溶剂、增稠剂、表面活性剂、触变剂、胶凝剂等按一定比例在80～100℃的水中溶解数小时，各种原料重量配比为松油醇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％、氢化篦麻油0.1～6％、卵磷脂0.1～6％，调整增稠剂含量，将有机载体的粘度调整在150～280mPas的范围内即可。本专利技术的特征和优点在于1.通过对国内外厚膜电路用电子浆料物理、化学性能及工艺性能研究分析，决定在电子浆料中参杂稀土镧(La)和钇(Y)，实验证明功能相、粘接相中由于稀土镧和钇的加入，浆料的电性能、湿润性、相溶性、分子间键结合强度及工艺性都有很大提高。通过对SiO2-Al2O3-CaO-Bi2O3-B2O3-La2O3系微晶玻璃膨涨系数、玻璃化温度、玻璃软化温度及形核长大的动力学分析，确定稀土微晶玻璃配方及制备工艺。使之与贵金属复合粉构成的电阻轨迹层的膨胀系数和金属基板匹配，并结合牢靠。有效降低成本。2.采用稀土氧化钇(Y2O3，)和镧(La)混合添加剂，可以降低烧结温度，促进烧结，改进工艺，提高效率，节省能源。钇能够增强不锈钢的抗氧化性和延展性，提高结合强度。在Al-Zr合金浆料中加入少量富钇稀土，提高导电率。3.稀土镧(La)掺杂可以极大地改变微晶玻璃材料及功能相的烧结性能、微观结构、致密度、相组成及物理和机械性能。从而提高稀土厚膜电路电热元件的介质强度、电器性能、工艺性能及电子浆料的湿润性、兼容性和分子健结合强度。改善工艺，显著提高产品优良率。4.本专利技术稀土厚膜电路稀土电阻浆料印刷性能、烧结性能优良。与介质浆料、导体浆料有优良的湿润性和相溶性。5.基于对稀土浆料中各有机溶剂机理的深刻认识，将不同沸点及挥发速度的主溶剂按比例合理配制使浆料在印刷、烘干、烧结等过程中均匀挥发并排出，避免溶剂集中挥发形成开裂、针孔等缺陷。有效提高成品合格率。6.在有机溶剂配方中选用氢化篦麻油等优良溶剂作触变剂以形成良好的胶体结构，使浆料具有良好的触变性和防沉效果。综上所述，本专利技术所配稀土功能电阻浆料不仅能制备在金属基板上，还能制备在微晶玻璃、陶瓷及其它金属非金属基板上。不仅能制备在平面上，还能制备在曲面上。用途范围相当广泛。本专利技术技术材料不需依赖进口，100％国产化，减少贵金属用量，成本低廉，材料消耗少，节能。符合我国倡导的循环经济的新型工业化道路(科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少)的要求，而且有很强的出口创汇前景。如此同时，本专利技术通过调整功能相成分、含量及烧结工艺，该电阻浆料可和多种金属基板介质浆料相容。例如氧化铝基板(Al2O3)、氮化铝基板(AIN)、微晶玻璃基板、金属合金铝、钛合金基板等。本专利技术所属稀土厚膜电路用贵金属稀土电阻浆料及其制备技术适用于铁素体系列不锈钢基板。例如国标牌号1Cr15、lCr17、00Cr12等。国外牌号429#、430#、410L#等。各功能相配方均含有稀土元素钇(Y)和镧(La)。由于加入了稀土金属钇和镧，浆料的相容性、湿润性、电性能、工艺性、适应性有显著改进提高，稀土厚膜电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于金属基板的稀土厚膜电路用稀土电阻浆料，其特征在于，它是由功能相组分银钯钇复合粉和微晶玻璃粉及有机载体组成，功能相组分与有机载体的重量比为６５～８５∶３５～１５；所述贵金属银钯钇复合粉及微晶玻璃粉组成固相成分，固相成分中银钯钇 复合粉与微晶玻璃的重量比为７５～５５∶２５～４５。
【技术特征摘要】
1.一种基于金属基板的稀土厚膜电路用稀土电阻浆料，其特征在于，它是由功能相组分银钯钇复合粉和微晶玻璃粉及有机载体组成，功能相组分与有机载体的重量比为65～85∶35～15；所述贵金属银钯钇复合粉及微晶玻璃粉组成固相成分，固相成分中银钯钇复合粉与微晶玻璃的重量比为75～55∶25～45。2.根据权利要求1所述的基于金属基板的稀土厚膜电路用稀土电阻浆料，其特征在于，所述贵金属银钯钇复合粉中的银、钯、钇粉的重量比为75～59∶15～40.5∶10～0.5，银钯钇复合粉的粒径均小于3μm。3.根据权利要求1所述的基于金属基板的稀土厚膜电路用稀土电阻浆料，其特征在于，所述微晶玻璃粉为CaO-SiO2-Al2O3-B2O3-Bi2O3-La2O3系微晶玻璃；各氧化物重量比SiO220～60％、Ai2O35～35％、CaO10～35％、Bi2O310～30％、B2O31～10％、La2O30.3～8、TiO21～8％、ZrO21～10％。4.根据权利要求1所述的基于金属基板的稀土厚膜电路用稀土电阻浆料，其特征在于，所述有机载体各组分的重量比松油醇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％、氢化篦麻油0.1～6％、卵磷脂0.1～6％。5.一种制备权利要求1-4任一项基于金属基板的厚膜电路稀土电阻浆料的工艺，其特征在于它包括如下工艺步骤首先制备微晶玻璃粉、钯银钇复合粉，配置有机溶剂载体待用；然后进行稀土电阻浆料综合调制将功能相成分由银钯钇复合粉和微晶玻璃粉组成，按比例为75～55∶25～45；并按功能相和有机载体组成比例6...
【专利技术属性】
技术研发人员：王克政，
申请(专利权)人：王克政，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]
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