孔洞化陶瓷制造技术

一种孔洞化陶瓷，是将粉粒状的碳化硅以适当比例添加并混合树脂，再加入溶剂并搅拌混合均匀，使树脂在混合过程中可包覆于粉粒状的碳化硅表面使其形成胶状物；再将此胶状物以挤压成型，并以碳化硅的熔点温度对固化物进行烧结，由于碳化硅的烧结温度远高于树脂，以使树脂会完全燃烧，让碳化硅之间形成孔洞进而制成孔洞化陶瓷。借此，可利用调整树脂的添加比例及改变孔洞大小与单位面积所具有的孔洞数量，进而调制出孔洞化陶瓷导热与散热的最佳条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种孔洞化陶瓷，尤其涉及一种可提高空气接触的表面积，以提高散 热器的散热效果的孔洞化陶瓷。
技术介绍
为应对电子元件的体积微小化，以及单位面积上的密集度增加，所产生总发热量 增高，必须提高其散热效果，以避免电子元件产生电子游离与热应力等现象而造成整体的 稳定性降低，缩短电子元件寿命。先前以纯铜或铝合金当热扩散的基础材料的散热方式，已 不再使用。因此，较先进的技术是以碳化硅(SiC，silicon carbide)粉体烧结成多孔碳化 硅陶瓷体，以孔洞增加空气接触的表面积来加速散热，然而此种多孔碳化硅陶瓷体在制备 时，具有下列缺失(一 )碳化硅粉末在烧结时利用自身扩散系数低而产生孔洞，但其孔洞分布并不 均勻且无法精准的控制孔洞生成面积，散热效果受限。( 二)碳化硅在烧结前必须加水及添加些许粘结剂使碳化硅粘结，之后搅拌成泥 状，待水分蒸发后再加压生成胚体，以方便后续烧结。然而，由于碳化硅的硬度非常高，因此 加压时所使用的模具会直接接触碳化硅，造成模具的磨耗非常大，且需较大的压力才能生 成胚体。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，利用树脂添加于碳化硅粉粒，以使碳化硅烧结后，利用树 脂完全燃烧形成孔洞，以可调整树脂的添加比例即改变碳化硅烧结后孔洞大小与单位面积 所具有的孔洞数量，进而调制出孔洞化陶瓷导热与散热的最佳条件。本专利技术的次要目的在于，利用介质材料作为碳化硅间的结合物质，以节省能源以 及降低制作成本。本专利技术的再一目的在于，利用树脂包覆于粉粒状的碳化硅表面，使模具于挤压成 型时，接触硬度较低的树脂，以降低成型时所需的压力，并减少模具的耗损。本专利技术的又一目的在于，利用树脂包覆于粉粒状的碳化硅表面，并于模具挤压成 型前，先进行造粒并筛选出一定范围粒径，再将此颗粒放入模具内挤压成型，以使碳化硅烧 结后，树脂完全燃烧所形成的孔洞非常平均。为达上述目的，本专利技术于制备孔洞化陶瓷时，是依照下列步骤进行1、混合将粉粒状的碳化硅与介质材料以适当比例混合并添加树脂，再加入溶剂 并搅拌混合均勻，使树脂在混合过程中可包覆于粉粒状的碳化硅粉粒表面。2、挥发持续搅拌直到溶剂完全挥发。3、造粒将溶剂挥发后的混合物进行造粒，并将所得的颗粒筛选出一定范围粒径。4、成型将筛选出的颗粒放入模具内挤压成型。5、固化将挤压成型后的碳化硅加热，让碳化硅所包覆的树脂固化，使碳化硅形成固化物。6、烧结以介质材料的熔点温度对固化物加热，使介质材料熔融以链结碳化硅，并 将树脂完全燃烧形成孔洞，进而制成孔洞化陶瓷。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证 的目的，决不限制本专利技术的保护范围。本专利技术的孔洞化陶瓷是以碳化硅(SiC，silicon carbide)做为基材，而于制备孔 洞化陶瓷时，先将粉粒状的碳化硅添加适当比例树脂，且树脂可为热固性树脂，再加入溶剂 并与碳化硅搅拌混合均勻，而溶剂可为丙酮。此时溶剂会将树脂溶解成液态，使树脂在混合 过程中可包覆于粉粒状的碳化硅表面，并持续搅拌直到溶剂完全挥发使其形成胶状物。再 将此胶状物进行造粒，并将所得的颗粒筛选出一定范围粒径。再将此颗粒放入模具内挤压 成型，以制得成品所需的形状。续以低温加热(约为摄氏180度)将树脂固化，使其固化以 形成固化物。再以碳化硅的熔点温度(约为摄氏2000度至沈00度)对固化物加热，使碳 化硅烧结成陶瓷。由于碳化硅的熔点远高于树脂，以使树脂在烧结过程中会完全燃烧。而 树脂完全燃烧后，其原本所占有的体积即会消失形成孔洞，进而制成孔洞化陶瓷。另外，由上述可得知，孔洞化陶瓷所具有的孔洞，为利用树脂完全燃烧后所残留的 空间形成。因此，若要调整孔洞大小或是单位面积所具有的孔洞数量时，只需调整树脂的添 加比例即可，以方便依需求制成多种不同孔洞的孔洞化陶瓷。然而，由于碳化硅的熔点非常高，而制成的孔洞化陶瓷其耐热温度也相当高，因此 若在使用上不需较高的耐热温度时，可添加低熔点的介质材料作为碳化硅间的结合物质， 使进行烧结时，可以介质材料的熔点进行，以降低燃烧温度，进而节省能源以及降低制作成 本。而该介质材料可为氧化硅基(OxideSilicone Based Meltings，熔融温度约为摄氏1000 度)；而前述在制作过程中添加介质材料时，是先将粉粒状的碳化硅与介质材料以适当比 例混合并添加树脂，且树脂可为热固性树脂，而粉粒状的碳化硅与介质材料和树脂添加比 例约为8 1 1，再加入溶剂并搅拌混合均勻，而溶剂可为丙酮。此时溶剂为会将树脂溶 解成液态，使树脂在混合过程中可包覆于粉粒状的碳化硅与介质材料表面，并持续搅拌直 到溶剂完全挥发使其形成胶状物。再将此胶状物进行造粒，并将所得的颗粒筛选出一定范 围粒径。再将此颗粒放入模具内挤压成型，续以低温加热(约为摄氏180度)将树脂固化， 使其固化以形成固化物。再以介质材料的熔点温度对固化物加热，使介质材料熔融以链结 碳化硅。由于介质材料的熔点远高于树脂，以使树脂完全燃烧。而树脂完全燃烧后，其原本 所占有的体积即会消失形成孔洞，进而制成孔洞化陶瓷。综上，本专利技术可解决现有技术的不足与缺失，其关键技术在于(一 )本专利技术利用树脂包覆于粉粒状的碳化硅与氧化硅基表面，使模具于挤压成 型时，模具为接触树脂而不是直接挤压碳化硅；且由于树脂的硬度远低于碳化硅，因此，成 型时只需使用较低的压力即可；且模具不会因接触硬度较高的碳化硅而造成较高的耗损。( 二)本专利技术利用树脂完全燃烧后，于碳化硅之间形成残留空间，以使碳化硅利用 氧化硅基链结后形成孔洞，所以孔洞大小与单位面积所具有的孔洞数量可利用调整树脂的 添加比例即可，以调制出孔洞化陶瓷导热与散热的最佳条件。(三)本专利技术利用介质材料作为碳化硅间的结合物质，而介质材料的熔融温度远 低于碳化硅，因此可降低燃烧温度，进而节省能源以及降低制作成本；且可依不同使用需求 使用不同的介质材料，如使用于含有轴承时则利用熔融温度较高的介质材料、使用于散热 片时则利用熔融温度较低的介质材料。(四)本专利技术利用树脂包覆于粉粒状的碳化硅表面，并于模具挤压成型前，先进行 造粒并筛选出一定范围粒径，再将此颗粒放入模具内挤压成型，以让碳化硅烧结后，树脂完 全燃烧所形成的孔洞可非常平均，以使整体的散热效果平均。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，对本专利技术而言仅仅是说明性的，而非限制性 的。本专业技术人员理解，在本专利技术权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变， 修改，甚至等效，但都将落入本专利技术的保护范围内。权利要求1.一种孔洞化陶瓷，是指能提高空气接触的表面积，以提高散热器的散热效果的孔洞 化陶瓷，其特征在于，该孔洞化陶瓷是以碳化硅(SiC)做为基材；而孔洞化陶瓷于成型前， 是先将粉粒状的碳化硅以适当比例添加树脂，再加入溶剂并搅拌混合均勻，此时溶剂为会 将树脂溶解成液态，使树脂在混合过程中可包覆于粉粒状的碳化硅表面，并持续搅拌直到 溶剂完全挥发使其形成胶状物；再将此胶状物以挤压成型，续以低温加热将树脂固化，使成 型的胶状物形成固化物；再以碳化硅的熔点温度进行烧结，使碳化硅烧结成陶瓷，由于碳化 硅的熔点远高于树脂，以使树脂在烧结过程中会完全燃烧，让其原本所占有的体积消失形 成孔洞，进而制成孔洞化陶瓷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孔洞化陶瓷，是指能提高空气接触的表面积，以提高散热器的散热效果的孔洞化陶瓷，其特征在于，该孔洞化陶瓷是以碳化硅（ＳｉＣ）做为基材；而孔洞化陶瓷于成型前，是先将粉粒状的碳化硅以适当比例添加树脂，再加入溶剂并搅拌混合均匀，此时溶剂为会将树脂溶解成液态，使树脂在混合过程中可包覆于粉粒状的碳化硅表面，并持续搅拌直到溶剂完全挥发使其形成胶状物；再将此胶状物以挤压成型，续以低温加热将树脂固化，使成型的胶状物形成固化物；再以碳化硅的熔点温度进行烧结，使碳化硅烧结成陶瓷，由于碳化硅的熔点远高于树脂，以使树脂在烧结过程中会完全燃烧，让其原本所占有的体积消失形成孔洞，进而制成孔洞化陶瓷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王州模，
申请(专利权)人：千如电机工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]