氧化铝低温粉体及多功能氧化铝陶瓷散热器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化铝低温粉体，按重量比，包括90～95wt％的比表面积为3～7m2/g的氧化铝粉体；1～5wt％的比表面积为12～18m2/g的高导热低温氧化铝粉体；3-5wt％的烧结助剂；燃烧助剂包括27.4wt％的CaO、32.6t％的SiO2和0.4wt％的TiO2。本发明专利技术还公开了一种多功能氧化铝陶瓷散热器的制作方法，包括调制氧化铝低温粉体、造粒、注射成型、脱脂、低温烧结。本发明专利技术还公开了一种采用上述方法制作的多功能氧化铝陶瓷散热器。本发明专利技术使多功能氧化铝陶瓷散热器在较低温度下烧结的同时，又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氧化铝陶瓷材料、氧化铝陶瓷及其制作方法，尤其涉及一种氧化铝低温粉体，以及一种多功能氧化铝陶瓷散热器及其制作方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，特别是能源、空间技术、汽车工业等的发展，对于散热器件及其材料的要求越来越苛刻，在能源日益紧张的今天，迫切需要开发出各种新型的高性能散热器件及其材料替代传统的铝材。氧化铝陶瓷由于强度高、耐高温、绝缘性好、耐腐蚀，并且具有良好的机电性能，广泛的应用于电子、机械、化工等行业。 以氧化铝陶瓷材料生产制备的散热器件越来越被广泛应用，尤其是多功能氧化铝陶瓷散热器，已经逐渐成为取代铝制散热器件的产品。市面上一般制备氧化铝陶瓷散热器产品材料一般采用95%氧化铝陶瓷材料，传统的常温常压烧结，存在着温度场不均匀，热应力较大，能效低、污染较大等缺点。热等静压烧结法虽然可以降低烧结度，但是因为需要对素坯进行包封或者预烧结，压力条件比较苛刻，也不适于实现工业化生产。常温常压烧结温度一般在1560-160(TC，生产成本高，有效热导率一般在20-24w/m’ k，成瓷体密度在3. 5-3. 68g/cm3。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种氧化铝低温粉体，还提供了一种多功能氧化铝陶瓷散热器及其制作方法。使用本氧化铝低温粉体所制作的多功能氧化铝陶瓷可以在较低温度下烧结，同时又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。本多功能氧化铝陶瓷散热器的制作方法，使氧化铝陶瓷散热器在较低温度下烧结的同时，又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。本多功能氧化铝陶瓷散热器可以在较低温度下烧结，同时又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案为氧化铝低温粉体，其特征在于包括以下组分90 95wt % (重量)的比表面积为3 7m2/g的氧化铝粉体；I 5wt % (重量)的比表面积为12 18m2/g的高导热低温氧化铝粉体；3-5wt% (重量)的烧结助剂；所述燃烧助剂包括27. 4wt% (重量)的Ca0、32. 6t% (重量)的SiO2和O. 4wt%(重量)的TiO2。本专利技术采取的另一种技术方案为多功能氧化铝陶瓷散热器的制作方法，其特征在于包括以下步骤第一步，调制氧化铝低温粉体首先，将比表面积为3 7m2/g的氧化铝粉体和比表面积为12 18m2/g的高导热低温氧化铝粉体混合，再加入去离子水作为介质，然后将三者均匀混合；接着用氧化锆磨球球磨2-4小时，形成混合粉体；球磨结束后，将混合粉体进行干燥处理，形成基础粉体；其次，在基础粉体中加入烧结助剂，将所述基础粉体以及烧结助剂两者混合，形成氧化铝低温粉体；所述氧化铝低温粉体种，比表面积为3 7m2/g的氧化铝粉体、比表面积为12 18m2/g的高导热低温氧化铝粉体以及烧结助剂三者的含量分别为90 95wt% (重量)、1 5wt% (重量)和3-5wt% (重量)；所述烧结助剂由27. 4wt% (重量)的CaO、32. 6t% (重量)的SiO2和O. 4wt% (重量)的TiO2混合组成；第二步，造粒在氧化铝低温粉体中掺入11-15% (重量)的微晶高温石蜡和O. 5-1% (重量)的油酸，形成混合物料；然后在150-200°c温度下，将混合物料均匀混炼，再将经过均匀混炼后形成的块状或片状混合料经粉碎或挤出切割，形成颗粒状喂料；第三步，注射成型将颗粒状喂料在155-165°c的温度下和80_200MPa的压力下高 速注射到模具内，待冷却凝固后，形成多功能氧化铝陶瓷散热器坯体；第四步，脱脂通过加热方式，将成型多功能氧化铝陶瓷散热器坯体内的有机物排除，得到多功能氧化铝陶瓷散热器素坯；所述加热方式包括预热期、吸收期和蒸发期；所述蒸发期依次包括蒸发一期、蒸发二期和蒸发三期；先将多功能氧化铝陶瓷散热器坯体经过预热器预热，然后经过吸收器，最后经过蒸发期；所述蒸发期用于将多功能氧化铝陶瓷散热器素坯内的有机物蒸发出来；在所述预热期内，预热温度从室温逐渐升到100°c，升温时间为60-120min ;在所述吸收期内，吸收温度从100°C逐渐升到200°C，升温时间为120-180min,以将多功能氧化铝陶瓷散热器素坯外部的热气吸收；在所述蒸发一期内，蒸发温度从200°C逐渐升到300°C，升温时间为180-240min ;在蒸发二期内，蒸发温度从300°C逐渐升到600°C，升温时间为120-180min ;在蒸发三期内，蒸发温度从600°C逐渐升到1000°C，升温时间为120-180min ；第五步，低温烧结在常压下，采用节能环保型材料分子自摩擦微波加热烧结技术，将多功能氧化铝陶瓷散热器素坯烧结致密化，形成多功能氧化铝陶瓷散热器；烧结温度为 1380-1450°C，烧结时间为1. 5-2H。作为本专利技术进一步改进的技术方案，在注射成型步骤中，将颗粒状喂料在160°C的温度下和80-200MPa的压力下高速注射到模具内，待冷却凝固后，形成多功能氧化铝陶瓷散热器还体。作为本专利技术进一步改进的技术方案，在低温烧结步骤中，在600°C之前升温速率为3-80C /min。，在 600°C _1450°C升温速率为 5_10°C /min。本专利技术采取的第三种技术方案为一种采用上述的多功能氧化铝陶瓷散热器的制作方法所制作的多功能氧化铝陶瓷散热器。使用本专利技术氧化铝低温粉体所制作的多功能氧化铝陶瓷可以在较低温度下烧结，同时又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。本多功能氧化铝陶瓷散热器的制作方法，使氧化铝陶瓷散热器在较低温度下烧结的同时，又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。本多功能氧化铝陶瓷散热器可以在较低温度下烧结，同时又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。总之，本专利技术以氧化铝低温粉体为基础原料，采用节能环保型材料分子自摩擦微波烧结工艺技术，使多功能氧化铝陶瓷散热器在较低温度下烧结的同时，又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。附图说明图1为本专利技术的一体化多功能氧化铝陶瓷电子制冷散热器结构示意图。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。具体实施例方式实施例1本氧化铝低温粉体，包括以下组分90 95wt % (重量)的比表面积为3 7n2/g的氧化铝粉体；I 5wt % (重量)的比表面积为12 18m2/g的高导热低温氧化铝粉体；3-5wt% (重量)的烧结助剂；所述燃烧助剂包括27. 4wt% (重量)的Ca0、32. 6t% (重量)的SiO2和O. 4wt%(重量)的TiO2。 使用本氧化铝低温粉体所制作的多功能氧化铝陶瓷散热器可以在较低温度下烧结，同时又能使其保持较高的理论密度及相对密度，从而具有较好的力学、电学、热学性能。在降低烧结成本的同时，制作的多功能氧化铝陶瓷散热器的工艺优点和产品优点参见表I和表2。实施例2本多功能氧化铝陶瓷散热器的制作方法，其特征在于包括以下步骤第一步，调制氧化铝低温粉体首先，将比表面积为3 7m2/g的氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化铝低温粉体，其特征在于包括以下组分：90～95wt％(重量)的比表面积为3～7m2/g的氧化铝粉体；1～5wt％(重量)的比表面积为12～18m2/g的高导热低温氧化铝粉体；3?5wt％(重量)的烧结助剂；(“wt％”)所述燃烧助剂包括27.4wt％(重量)的CaO、32.6t％(重量)的SiO2和0.4wt％(重量)的TiO2。

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝低温粉体，其特征在于包括以下组分 90 95wt % (重量)的比表面积为3 7m2/g的氧化铝粉体；I 5wt % (重量)的比表面积为12 18m2/g的高导热低温氧化铝粉体；3-5wt% (重量)的烧结助剂；(“wt% ”) 所述燃烧助剂包括27.4wt% (重量)的CaO、32.6t% (重量)的Si02和0.4wt% (重量)的TiO2。2.一种多功能氧化铝陶瓷散热器的制作方法，其特征在于包括以下步骤 第一步，调制氧化铝低温粉体首先，将比表面积为3 7m2/g的氧化铝粉体和比表面积为12 18m2/g的高导热低温氧化铝粉体混合，再加入去离子水作为介质，然后将三者均匀混合；接着用氧化锆磨球球磨2-4小时，形成混合粉体；球磨结束后，将混合粉体进行干燥处理，形成基础粉体；其次，在基础粉体中加入烧结助剂，将所述基础粉体以及烧结助剂两者混合，形成氧化铝低温粉体；所述氧化铝低温粉体种，比表面积为3 7m2/g的氧化铝粉体、比表面积为12 18m2/g的高导热低温氧化铝粉体以及烧结助剂三者的含量分别为90 95wt % (重量)、I 5wt % (重量)和3-5wt % (重量);所述烧结助剂由27. 4wt %(重量)的Ca0、32. 6t% (重量)的SiO2和O. 4wt% (重量)的TiO2混合组成； 第二步，造粒在氧化铝低温粉体中掺入11-15% (重量)的微晶高温石蜡和O. 5-1%(重量)的油酸，形成混合物料；然后在150-200°C温度下，将混合物料均匀混炼，再将经过均匀混炼后形成的块状或片状混合料经粉碎或挤出切割，形成颗粒状喂料； 第三步，注射成型将颗粒状喂料在155-165°C的温度下和80-200MPa的压力下高速注射到模具内，待冷却凝固后，形成多功能氧化铝陶瓷散热器坯体； 第四步，脱脂通过加热方式，将成型多功能氧化铝陶瓷散热器坯体内的有机物排除，得到多功能氧化铝陶瓷散热器素坯；所述加热方式包括预热期、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，丁萍，欧阳晖传，谢胜和，黄礼侃，
申请(专利权)人：赵建光，黄列武，丁萍，
类型：发明
国别省市：