一种氮化铝陶瓷造粒粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氮化铝陶瓷造粒粉及其制备方法。其重量百分比组分为3～5wt％的Y2O3粉体、0.1～0.5wt％的Al2O3粉体、30～50wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1～0.2wt％的鱼油、2～4wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、1～3wt％的丙烯酸树脂、0.1～0.3wt％的有机硅聚醚、40～50wt％的无水酒精溶剂。本发明专利技术通过设计合理的固液比例，保证混合浆料具有合适的粘度，在离心雾化器中雾化时，转盘可以使料浆具备相应的动能，形成液滴直径符合要求的雾滴。在干燥塔进风口、出风口处设置合适的温度，保证雾滴干燥时温度不会过低或过高，保证雾滴在下落过程中从外而内均匀干燥，形成规则球状颗粒。形成规则球状颗粒。形成规则球状颗粒。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化铝陶瓷造粒粉及其制备方法

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[0001]本专利技术属于氮化铝陶瓷
，特别涉及一种氮化铝陶瓷造粒粉及其制备方法。

技术介绍
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[0002]氮化铝(AlN)是一种新型的电子陶瓷材料，因其具热导率高、绝缘性能和介电性能优良及无磁、与硅材料相匹配的热膨胀系数、光传输特性好、无毒等显著的综合优点，能够有效的满足大电压、高电流，高绝缘性的要求，并且具有良好的高频特性，是目前世界公认的半导体功率器件、集成电路芯片等最理想的封装、散热材料，能够较好的满足高频、微波、5G领域、图像显示、传输、存储和红外线窗口、轨道交通、智能电网、新能源汽车、工业控制等的使用要求。
[0003]致密化的氮化铝陶瓷的烧结制备一直是研究的热点，因为氮化铝是一种共价键材料，导致其难以固相烧结，必须加入烧结助剂通过液相作为传质媒介促进其致密化烧结。目前氮化铝陶瓷基板主要是通过流延法进行制备，主要适用于薄片材料的成型，但对于5mm及以上的氮化铝陶瓷结构件产品，需要采用干压成型的方式进行制备，此方法对粉体的形貌、粒径分布、流动性、松装密度等均提出了更高的要求。
[0004]目前生产氮化铝陶瓷造粒粉工艺中，料浆中固液比例存在缺陷，料浆中固含量增加时，料浆动能减少粘度高，在雾化时的液滴直径变大，不利于雾化造粒。此外干燥塔进风口、出风口温度设置不合理，进风口、出风口温度设置过低，会导致雾滴干燥不完全，出现造粒粉团聚现象；进风口、出风口温度设置过高，会导致雾滴表面干燥过快，表面迅速形成硬壳，从而阻碍了雾滴的正常收缩，最终得到中空的不规则造粒粉。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路
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[0006]本专利技术的目的在于提供一种氮化铝陶瓷造粒粉及其制备方法，，从而克服上述现有技术中的缺陷。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种氮化铝陶瓷造粒粉，其重量百分比组分为：3～5wt％的Y2O3粉体、0.1～0.5wt％的Al2O3粉体、30～50wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1～0.2wt％的鱼油、2～4wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、1～3wt％的丙烯酸树脂、0.1～0.3wt％的有机硅聚醚、40～50wt％的无水酒精溶剂。
[0008]一种氮化铝陶瓷造粒粉，其重量百分比组分为：3wt％的Y2O3粉体、0.2wt％的Al2O3粉体、45.8wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1wt％的鱼油、3.5wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、2.5wt％的丙烯酸树脂、0.1wt％的有机硅聚醚、44.8wt％的无水酒精溶剂。
[0009]一种氮化铝陶瓷造粒粉，其重量百分比组分为：3.5wt％的Y2O3粉体、0.3wt％的Al2O3粉体、46.2wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1wt％的鱼油、2.5wt％的聚乙烯醇缩丁
醛树脂、1.5wt％的丙烯酸树脂、0.2wt％的有机硅聚醚、45.7wt％的无水酒精溶剂。
[0010]一种氮化铝陶瓷造粒粉，其重量百分比组分为：4wt％的Y2O3粉体、0.5wt％的Al2O3粉体、46.5wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.2wt％的鱼油、2wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、1wt％的丙烯酸树脂、0.3wt％的有机硅聚醚、45.5wt％的无水酒精溶剂。
[0011]一种氮化铝陶瓷造粒粉的制备方法，其步骤为：
[0012]S01、按照重量百分比称取3～5wt％的Y2O3粉体、0.1～0.5wt％的Al2O3粉体、30～50wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1～0.2wt％的鱼油、2～4wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、1～3wt％的丙烯酸树脂、0.1～0.3wt％的有机硅聚醚、40～50wt％的无水酒精溶剂；
[0013]S02、将称取的鱼油、无水酒精溶剂、Y2O3粉体、Al2O3粉体、AlN粉体按照顺序逐次放入球磨罐中，在25～30℃的环境下，采用行星球磨机湿法球磨1～5h；
[0014]S03、将称取的聚乙烯醇缩丁醛树脂、丙烯酸树脂、有机硅聚醚逐次加入步骤S02的球磨罐中，在25～30℃的环境下，采用行星球磨机湿法球磨20～24h，Y2O3粉体、Al2O3粉体、AlN粉体被聚乙烯醇缩丁醛树脂与丙烯酸树脂包裹，形成具有一定粘度的混合浆料；
[0015]S04、将混合浆料以1
‑
30kg/h的进料速度输送至离心雾化器的转盘上，在氮气气氛下，对混合浆料进行雾化；直径50mm的转盘在8000～60000rpm的转速下，浆料在离心作用下在转盘上展开形成膜，且浆料不断的向转盘边缘移动；由于不同位置的浆料所受剪切力不同，并且与氮气有摩擦力，故而浆料被分散为细小雾滴，进而与干燥氮气混合；通过调整转盘的大小、转速、料浆粘度以及进料速度控制雾滴的大小与尺寸分布；
[0016]S05、雾滴与干燥氮气混合后从离心雾化器进入干燥塔，雾滴在干燥塔内下降过程中，雾滴中的有机溶剂开始蒸发干燥，雾滴的干燥即为雾滴中液相的蒸发过程；干燥开始时，雾滴液相蒸发速度增加迅速，并达到最大值；随后进入常数干燥阶段，液相由雾滴内部向外表运动，使得雾滴表面呈液相饱和状态，且雾滴保持较低的温度；当达到临界的液相含量时，由于此时雾滴内液相含量减少，故而雾滴液相蒸发速度降低，使得雾滴温度升高，雾滴液相蒸发速度进一步降低，随着时间的推移，干燥过程逐渐深入到雾滴内部，并且雾滴液相蒸发速度持续下降，外部由于干燥而形成硬壳，得到干燥球形颗粒；
[0017]S06、干燥球形颗粒落入干燥塔底部的捕集罐中进行收集，得到重量百分比为5～15wt％的粒径为30～60μm的球形颗粒、70～90wt％的粒径为60～100μm的球形颗粒、5～15wt％的粒径为100～150μm的球形颗粒；其中球形颗粒的粒径D50为60～100μm，球形颗粒的松装密度为0.8～1.1g/cm3。
[0018]优选地，技术方案中，步骤S02、S03中球磨罐内的球磨介质为20～30vt％的纯度≥99.99％的氧化铝球。
[0019]优选地，技术方案中，步骤S02、S03中行星球磨机公转转速为100
‑
300rpm，自转转速为300
‑
500rpm。
[0020]优选地，技术方案中，步骤S03中，混合浆料在25～30℃时粘度＜200mpas。
[0021]优选地，技术方案中，步骤S03中，混合浆料中包括Y2O3粉体、Al2O3粉体、AlN粉体的固体占的比例为45～55％。
[0022]优选地，技术方案中，步骤S05中，干燥塔的进风口温度为150～350℃，干燥塔的出风口温度为80～150℃。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]通过设计合理的配方，使配方中固液比例合适，保证混合浆料具有合适的粘度，在离心雾化器中雾化时，转盘可以使料浆具备相应的动能，形成液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化铝陶瓷造粒粉，其特征在于：其重量百分比组分为3～5wt％的Y2O3粉体、0.1～0.5wt％的Al2O3粉体、30～50wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1～0.2wt％的鱼油、2～4wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、1～3wt％的丙烯酸树脂、0.1～0.3wt％的有机硅聚醚、40～50wt％的无水酒精溶剂。2.根据权利要求1所述的氮化铝陶瓷造粒粉，其特征在于：其重量百分比组分为3wt％的Y2O3粉体、0.2wt％的Al2O3粉体、45.8wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1wt％的鱼油、3.5wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、2.5wt％的丙烯酸树脂、0.1wt％的有机硅聚醚、44.8wt％的无水酒精溶剂。3.根据权利要求1所述的氮化铝陶瓷造粒粉，其特征在于：其重量百分比组分为3.5wt％的Y2O3粉体、0.3wt％的Al2O3粉体、46.2wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1wt％的鱼油、2.5wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、1.5wt％的丙烯酸树脂、0.2wt％的有机硅聚醚、45.7wt％的无水酒精溶剂。4.根据权利要求1所述的氮化铝陶瓷造粒粉，其特征在于：其重量百分比组分为4wt％的Y2O3粉体、0.5wt％的Al2O3粉体、46.5wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.2wt％的鱼油、2wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、1wt％的丙烯酸树脂、0.3wt％的有机硅聚醚、45.5wt％的无水酒精溶剂。5.一种氮化铝陶瓷造粒粉的制备方法，其步骤为：S01、按照重量百分比称取3～5wt％的Y2O3粉体、0.1～0.5wt％的Al2O3粉体、30～50wt％的氧含量＜0.8％的AlN粉体、0.1～0.2wt％的鱼油、2～4wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、1～3wt％的丙烯酸树脂、0.1～0.3wt％的有机硅聚醚、40～50wt％的无水酒精溶剂；S02、将称取的鱼油、无水酒精溶剂、Y2O3粉体、Al2O3粉体、AlN粉体按照顺序逐次放入球磨罐中，在25～30℃的环境下，采用行星球磨机湿法球磨1～5h；S03、将称取的聚乙烯醇缩丁醛树脂、丙烯酸树脂、有机硅聚醚逐次加入步骤S02的球磨罐中，在25～30℃的环境下，采用行星球磨机湿法球磨20～24h，Y2O3粉体、Al2O3粉体、AlN粉体被聚乙烯醇缩丁醛树脂与丙烯酸树脂包裹，形成具有一定粘度的混合浆料；S04、将混合浆料以1
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【专利技术属性】
技术研发人员：李丽霞，孙伟，
申请(专利权)人：无锡海古德新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：