一种陶瓷流延膜废料再利用制备高性能陶瓷的方法技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷流延膜废料再利用制备高性能陶瓷的方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷流延膜废料再利用制备高性能陶瓷的方法


[0001]本专利技术涉及一种制备高性能
(
包括力学性能和热导率等
)
陶瓷的方法，具体涉及一种陶瓷流延膜废料再利用制备高性能陶瓷的方法，属于陶瓷制备

。

技术介绍

[0002]流延成型
(tape casting)
是一种制备陶瓷厚膜的重要工艺，能廉价快速地生产大面积陶瓷膜，且生产效率高，产品一致性好，性能稳定，易于实现连续化和自动化制备
。
流延成型技术可应用于陶瓷基片，
LTCC
，
MTCC
，
HTCC
等领域，包括高导热氮化铝，氮化硅等高导热散热基板，氮化铝，氧化铝等
HTCC
多层互联器件的电子封装领域，
YAG
多层复合陶瓷激光器，
ZnO
压敏陶瓷，多孔
SiC
陶瓷的成型制备等
。
[0003]尽管流延成型技术应用与不同领域，但是经过流延成型后的素坯膜均不可避免的进行切边等工艺操作，同时存在针眼，火山口等缺陷的流延素坯需要被剔除，存在极大的浪费
。
同时流延膜中往往添加了大量的有机物，诸如聚乙烯醇缩丁醛等大分子粘结剂，不易降解，直接废弃流延膜造成环境污染
。
此外采用液相烧结的陶瓷浆料中会添加一定的碱金属
/
碱土金属氧化物，稀土氧化物等，同样直接废弃在造成环境污染的同时会增加材料的制备成本
>。
以往回收料利用，直接通过高温强力搅拌得到二次流延浆料，而其在实际生产制备过程中，该工艺操作困难，可行性不高
。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出处理及使用流延废料的方法，可以减少流延废料的浪费，使其作用最大化
。
具体地，本专利技术提出将回收料硬化处理，得到粉体后在进行二次浆料的制备，这样能够提高颗粒和溶剂的接触面积，使得有机物能够快速溶剂，陶瓷颗粒能够再次有效分散，从而实现二次浆料的快速制备
。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种陶瓷流延膜废料再利用制备高性能陶瓷的方法，包括：
(1)
将陶瓷流延膜废料中残余溶剂进行挥发处理直至重量不再变化，得到待处理材料；
(2)
将待处理材料先进行液氮脆断处理或硬化处理，再经破碎，得到颗粒原料；
(3)
将所得颗粒原料和溶剂经过混合，得到混合浆料；
(4)
将所得混合浆料经过流延成型，得到陶瓷流延膜；
(5)
将所得陶瓷流延膜经过切边
、
叠层
、
金属化中至少一种工艺后，再经脱粘和烧结，得到高性能陶瓷
。
[0006]较佳的，步骤
(1)
中：所述流延膜废料包括陶瓷流延膜的边角料以及存在缺陷的陶瓷流延膜；所述陶瓷流延膜的主要成分包括氧化铝粉
、
氮化铝粉
、
氮化硅粉
、
硅粉和碳化硅粉
。
所述挥发处理的温度为
50
～
70℃
，时间为
12
～
24
小时
。
[0007]较佳的，步骤
(2)
中：所述液氮脆断处理为将待处理材料充分浸渍液氮
(
温度为
‑
196℃)
之中，保持5～
15s
；所述硬化处理为在鼓风干燥箱中
、30
～
50℃
下处理6～
24
小时
。
[0008]较佳的，步骤
(2)
中：所述破碎为机械破碎；所述破碎后颗粒原料的粒径为
0.1mm
～
2mm。
[0009]较佳的，步骤
(3)
中：所述溶剂选自乙醇
、
丁酮
、
乙酸乙酯和二甲苯中的至少一种；所述溶剂的加入量为颗粒原料的
20
～
40wt
％；所述混合的方式为球磨混合，所述球磨混合的转速为
40
～
80
转
/
每分钟，时间为
48
～
72
小时，球料比为
(0.5
～
2)
：1，优选为
1:1。
[0010]较佳的，步骤
(4)
中：所述流延成型的参数包括：刮刀的高度为
300
～
1200
μ
m
，干燥的温度为
25
～
70℃。
[0011]较佳的，步骤
(5)
中：所述金属化的参数包括：流延膜经过冲孔后，采用
Ag、W、Mo
等金属浆料，通过丝网印刷技术得到金属层，并通过叠压成型完成金属化过程
。
[0012]较佳的，步骤
(5)
中：所述脱粘的参数包括：温度为
600
～
900℃
，保温时间为1～4小时；优选地，所述脱粘的升温速率范围为1～
30℃/
分钟；当陶瓷流延膜废料中含有硅粉，经脱粘后，再经氮化处理；所述氮化处理的温度为
1380
～
1450℃
，时间为4～
12
小时，气氛为氮气或者氮
/
氢混合气；优选地，所述氮化处理的升温速率范围为1～
30℃/
分钟
。
[0013]较佳的，步骤
(5)
中：所述烧结的温度为
1000
～
2100℃
，时间为
0.5
～
24
小时；优选地，所述烧结的升温速率范围为1～
30℃/
分钟
。
[0014]另一方面，本专利技术提供了一种根据上述的方法制备的高性能陶瓷
。
[0015]有益效果：根据本专利技术，可利用陶瓷流延膜废料获得性能优异陶瓷材料，充分利用了原料，减少了浪费并避免了对环境的污染
。
附图说明
[0016]图1为实施例2获得再次流延膜的照片；图2为实施例3烧结制备样品的
SEM
图
。
具体实施方式
[0017]以下通过下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术
。
[0018]本专利技术涉及一种利用流延废料制备高性能陶瓷材料的方法，包括：将收集的陶瓷流延膜废料在
50
～
70℃
温度范围内进行真空烘干
12
～
24
小时后
。
将上述材料进行液氮脆断或者硬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种陶瓷流延膜废料再利用制备高性能陶瓷的方法，其特征在于，包括：
(1)
将陶瓷流延膜废料中残余溶剂进行挥发处理直至重量不再变化，得到待处理材料；
(2)
将待处理材料先进行液氮脆断处理或硬化处理，再经破碎，得到颗粒原料；
(3)
将所得颗粒原料和溶剂经过混合，得到混合浆料；
(4)
将所得混合浆料经过流延成型，得到陶瓷流延膜；
(5)
将所得陶瓷流延膜经过切边
、
叠层
、
金属化中至少一种工艺后，再经脱粘和烧结，得到高性能陶瓷
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
中：所述流延膜废料包括陶瓷流延膜的边角料以及存在缺陷的陶瓷流延膜；所述陶瓷流延膜的主要成分包括氧化铝粉
、
氮化铝粉
、
氮化硅粉
、
硅粉和碳化硅粉；所述挥发处理的温度为
50
～
70℃
，时间为
12
～
24
小时
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤
(2)
中：所述液氮脆断处理为将待处理材料充分浸渍液氮
(
温度为
‑
196℃)
之中，保持5～
15s
；所述硬化处理为在鼓风干燥箱中
、30
～
50℃
下处理6～
24
小时
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤
(2)
中：所述破碎为机械破碎；所述颗粒原料的粒径为
0.1mm
～
2mm。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤
(3)
中：所述溶剂选自乙醇
、
丁酮
、
乙酸乙酯和二甲苯中的至少一种；所述溶剂的加入量为颗粒原料的
20
～
40wt
％；所述混合的方式为球磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：段于森，张景贤，吴炜炜，
申请(专利权)人：浙江多面体新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：