一种95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料及制备方法，按重量份数计算包括以下组分：钼粉，60-80份；玻璃相组分：MnO，10-20份；Al2O3，0.5-4份；SiO2，7-12份；CaO，0.5-1份；Mg，1-5份；烧结助剂组份(至少含一种以上)：TiO2，0-1.2份；BaO，0-1.2份；Y2O3，0-1.2份；La2O3，0-1.2份；P2O5，0-1.2份。本发明通过在金属化浆料中添加烧结助剂，降低了金属化烧结温度，使用本发明的烧结助剂的金属化浆料可在1370-1420℃之间实现Al2O3陶瓷表面金属化，获得烧结密度高、气密性好和封接抗拉强度高的陶瓷金属化层。使用该金属化浆料封接的样品抗拉强度超过120MPa，在同样温度下，其性能要明显优于不加烧结助剂的金属化浆料。同时，该方法工艺简单，操作方便，能保证浆料的稳定性和量产要求。
【专利说明】—种95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于陶瓷金属化材料应用【技术领域】，涉及一种95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，95氧化铝陶瓷与金属的封接，广泛应用于真空开关管、放电管、磁控管、X光管、微波管等电子电气领域的真空器件中，而封接的关键步骤是95氧化铝陶瓷的表面金属化。在对95瓷进行金属化时，普遍采用Mo-Mn金属化法，以钥为主体，锰-铝-硅-钙-镁等氧化物原料组成玻璃相，配制成金属化浆料，涂覆在氧化铝陶瓷表面，经高温烧结，在氧化铝陶瓷表面制得金属化层。下面为活化Mo-Mn法陶瓷-金属封接工艺流程。
[0003]瓷件研磨------清洗------素烧，同时制备金属粉、制备氧化物粉——配膏
[0004]用配膏在素烧的瓷件上涂膏——烧结金属化-----镀镍------烧结。
[0005]我国各工厂对95% Al2O3瓷常用的金属化配方中的钥锰法配方见图1中的表格:同时也可以参见陶瓷金属封接指南P76页表3-9。
[0006]但这些配方对于95%氧化铝陶瓷而言，温度偏高，最低为1470°C。对于一些需要上釉管壳来说，釉的融化温度希望高一些，大于1450°C，金属化的温度又希望低一些，小于1400°C，二者是矛盾的。另一方面，金属化烧结温度高，使得能耗增大，耐火材料损耗增加，更严重的是氧化铝陶瓷制品易发生变形，导致产品合格率降低。因此在保证金属化层品质不降低的前提下，降低金属化烧结温度意义重大。而目前现有的一些中温金属化，经常会遇到金属化强度偏低，慢漏气等问题。这就需要一种较好的中温金属化配方来适应大规模生产的需要。
【发明内容】
[0007]本发明为了解决上述技术问题，提供一种在金属化膏剂中添加烧结助剂组分，在保证强度和气密性的前提下，降低金属化的温度，可在1370_1420°C温度中实现陶瓷金属化的95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料及其制备方法。
[0008]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0009]一种95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料，按重量份数计算包括以下组分:
[0010]钥粉，60-80份；
[0011]玻璃相组分:
[0012]MnO，10-20 份；
[0013]Al2O3,0.5-4 份；
[0014]SiO2, 7-12 份；
[0015] Ca0，0.5_l 份；[0016]Mg, 1-5 份；
[0017]烧结助剂组份:
[0018]Ti02，0_1.2份；
[0019]Ba0，0_1.2份;
[0020]Y2O3,0-1.2 份；
[0021]La2O3,0-1.2 份；
[0022]P2O5,0-1.2 份。
[0023]一种95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0024]a)按重量份数计算配置金属化烧结粉料配方，所述的配方包括以下组分:
[0025]钥粉，60-80份；
[0026]玻璃相组分:
[0027]MnO，10-20 份；
[0028]Al2O3,0.5-4 份；
[0029]SiO2, 7-12 份；
[0030]Ca0，0.5_l 份；
[0031]Mg，1-5 份；
[0032]烧结助剂组份:
[0033]Ti02，0_1.2份；
[0034]Ba0，0-1.2份；
[0035]Y2O3,0-1.2 份；
[0036]La2O3,0-1.2 份；
[0037]P2O5,0-1.2 份。
[0038]b)制备玻璃助剂粉料:
[0039]按上述配方，按重量份数计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分20-40份，所述玻璃相组分及烧结助剂组分中的各氧化物纯度大于99%;粒度为1-5 μ m，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制，经1500-1550 V熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣；
[0040]将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质,按玻璃渣与无水乙醇比为3-l:l，400-450r/min的转速球磨10-20小时，球磨完成后，得到球磨后的初级玻璃助剂粉料；
[0041]对初级玻璃助剂粉料在水浴温度为80_95°C的温度下进行水浴加热，进行固液分离，对分离后的固体玻璃助剂粉料持续烘干，过200-400目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为70-85°C，时间2-3小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用；
[0042]c)将钥粉和玻璃助剂粉料按配比球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉料。
[0043]该方法还包括以下步骤:
[0044]按金属化烧结粉料与粘结剂的重量比为100:20-23向金属化烧结粉料中加入粘结剂，经三辊研磨机滚轧混合制得金属化浆料；[0045]将金属化浆料经丝印烧结，烧结的条件为1370-1420°C、保温60min、1000°C以上控制其露点为15±5°C,烧结气氛为纯氢或体积比为3:1.5的氢氮混合气体,保温结束后，露点控制在_20±5°C完成95氧化铝陶瓷的金属化。
[0046]所述的粘结剂由以下重量比组成:
[0047]松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醛=160:20:5:25。
[0048]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0049]本发明以钥为主体，锰-铝-硅-钙-镁为五元玻璃相组分，通过给配方的玻璃相组分中适当加入能促进硅酸盐反应的氧化物烧结助剂，构成中温金属化配方，在较低温度的金属化层烧结过程中，烧结助剂BaO，P2O5, TiO2, Y2O3的加入降低了玻璃相的高温粘度与熔点，增加了玻璃相的活性和流动性，加速了 Ca，Ba, Mn离子向95% Al2O3陶瓷表面晶界扩散。且与玻璃结构的变化规律相一致，能够细化晶粒，晶粒尺寸一致，致密度较高。助成玻璃相迁移和Mo粉烧结。
[0050]添加少量的La2O3 (0.1 % -1.2% )，CaO与La2O3两组分之间存在着相互作用，有利于表面活性中心的形成，且能显示出良好的低温催化性能，并且没有新物相产生；在1300-1400°C烧结能有效改善其高温钥的稳定性；
[0051]本发明与现有技术相比，通过在金属化浆料中添加烧结助剂，在保证强度和气密性的前提下，降低了金属化烧结温度，使用本发明的烧结助剂的金属化浆料可在1370-1420°C之间实现A l2O3陶瓷表面金属化，获得烧结密度高、气密性好和封接抗拉强度高的陶瓷金属化层。封接样品的抗拉强度超过120MPa.在同样温度下，其性能要明显优于不加烧结助剂的金属化浆料。该金属化浆料封接的样品的抗拉强度超过120MPa。
[0052]该方法工艺简单，操作方便，能保证浆料的稳定性和量产要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0053]图1为国内各工厂对95% Al2O3瓷常用的金属化配方中的钥锰法配方。
【具体实施方式】
[0054]下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0055]本实施例所用粉剂的纯度均大于99.9 %，平均粒度3微米。
[0056]本发明的封接强度按照SJ3226-199标准进行检测。
[0057]本发明的漏气率按照SJ20600-1996标准进行检测。
[0058]实施例1:
[0059]a)称取Mo粉(质量比)65份；玻璃助剂粉(质量比)35份，配制金属化浆料。
[0060]钥粉，65份，
[0061]玻璃相组分:
[0062]MnO，16 份；
[0063]Al203，3 份；
[0064]Si02，ll 份;[0065]Ca0，0.7份；
[0066]Mg，3 份。
[0067]烧结助剂组份:
[0068]Ti02，0 份；
[0069]Ba0，0.3份；
[0070]Y203，0 份;
[0071]La203，0 份;
[0072]P2O5, I 份。
[0073]b)制备熔融温度较低的玻璃助剂粉体。按上述配方，按重量份计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分35份，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制。经1500°C熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣。将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质，球料比为3: l，400r/min的转速球磨10小时。球磨完成后，水浴加热，水浴温度为80°C，固液分离，持续烘干，过200目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为70°C，时间3小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用。
[0074]c)将Mo粉和玻璃助剂粉末按配比湿法球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉末；然后加入粘结剂经三辊研磨机滚轧混合制得金属化浆料，混合粉料与粘结剂的重量比为100:20 ;粘结剂配 比构成:松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醒=160:20:5:25(重量比)
[0075]经丝网印刷在氧化铝表面涂敷。厚度为30微米。将涂敷好的氧化铝瓷件置于氢气炉进行烧结。烧结的条件为1385°C.保温60min，1000°C以上控制其露点为15±5°C.烧结气氛为纯氢，保温结束后，露点控制在-20±5°C.完成金属化。
[0076]实施例2:
[0077]a)称取Mo粉(质量比)70份；玻璃助剂粉(质量比)30份，配制金属化浆料。
[0078]钥粉，70份，
[0079]玻璃相组分:
[0080]MnO，14 份；
[0081]Al203，2 份;
[0082]Si02，8 份;
[0083]CaO，I 份；
[0084]Mg，2 份。
[0085]烧结助剂组份:
[0086]TiO2, I 份；
[0087]Ba0，0.5份；
[0088]Y203，0 份;
[0089]La2O3, I 份；
[0090]P2O5, 0.5
[0091]b)制备熔融温度较低的玻璃助剂粉体。按上述配方，按重量份计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分30份，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制。经1530°C熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣。将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质，球料比为2: l，450r/min的转速球磨12小时。球磨完成后，水浴加热，水浴温度为90度，固液分离，持续烘干，过300目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为80°C，时间2.5小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用。
[0092]c)将Mo粉和玻璃助剂粉末按配比湿法球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉末；然后加入粘结剂经三辊研磨机滚轧混合制得金属化浆料，混合粉料与粘结剂的重量比为100:22.5 ;粘结剂配比构成:松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醒=160:20:5:25(重量比)
[0093]经丝网印刷在氧化铝表面涂敷。厚度为35微米。将涂敷好的氧化铝瓷件置于氢气炉进行烧结。烧结的条件为1400°C.保温60min.1000°C以上控制其露点为15±5°C.烧结气氛为氢氮混合气体(其体积比为3:1.5),保温结束后,露点控制在-20±5°C.完成金属化。
[0094]实施例3:
[0095]a)称取Mo粉(质量比)75份；玻璃助剂粉(质量比)25份，配制金属化浆料。
[0096]钥粉，75份，
[0097]玻璃相组分:
[0098]MnO，10 份；
[0099]Al203，2 份；
[0100]Si02，9 份;
[0101]Ca0，0.5份；
[0102]Mg，I 份。
[0103]烧结助剂组份:
[0104]Ti02，0.5份；
[0105]Ba0，l 份；
[0106]Y2O3, 0.5 份;
[0107]La203，0 份;
[0108]P2O5, 0.5 份。
[0109]b)制备熔融温度较低的玻璃助剂粉体。按上述配方，按重量份计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分25份，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制。经1550°C熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣。将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质，球料比为1: l，430r/min的转速球磨15小时。球磨完成后，水浴加热，水浴温度为95°C，固液分离，持续烘干，过400目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为85°C，时间2小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用。
[0110]c)将Mo粉和玻璃助剂粉末按配比湿法球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉末；然后加入粘结剂经三辊研磨机滚轧混合制得金属化浆料，混合粉料与粘结剂的重量比为100:25 ;粘结剂配比构成:松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醒=160:20:5:25(重量比)
[0111]经丝网印刷在氧化铝表面涂敷。厚度为32微米。将涂敷好的氧化铝瓷件置于氢气炉进行烧结。烧结的条件为1415°C.保温60min.1000°C以上控制其露点为15±5°C.烧结气氛为纯氢或氢氮混合气体(其体积比为3:1.5),保温结束后,露点控制在_20±5°C.完成金属化。
[0112]实施例4:
[0113]a)称取Mo粉(质量比)60份；玻璃助 剂粉(质量比)40份，配制金属化浆料。
[0114]钥粉，60份，
[0115]玻璃相组分:
[0116]Mn0，18 份;
[0117]Al203，4 份;
[0118]Si02，ll 份;
[0119]Ca0，l 份；
[0120]Mg，3 份。
[0121]烧结助剂组份:
[0122]Ti02，l 份;
[0123]Ba0，l 份；
[0124]Y203，0 份;
[0125]La203，0 份;
[0126]P2O5, I 份。
[0127]b)制备熔融温度较低的玻璃助剂粉体。按上述配方，按重量份计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分40份，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制。经1500°C熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣。将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质，球料比为3: l，400r/min的转速球磨10小时。球磨完成后，水浴加热，水浴温度为80°C，固液分离，持续烘干，过200目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为70°C，时间3小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用。
[0128]c)将Mo粉和玻璃助剂粉末按配比湿法球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉末；然后加入粘结剂经三辊研磨机滚轧混合制得金属化浆料，混合粉料与粘结剂的重量比为100:20 ;粘结剂配比构成:松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醒=160:20:5:25(重量比)。
[0129]经丝网印刷在氧化铝表面涂敷。厚度为30微米。将涂敷好的氧化铝瓷件置于氢气炉进行烧结。烧结的条件为1370°C.保温60min，1000°C以上控制其露点为15±5°C.烧结气氛为纯氢或氢氮混合气体(其体积比为3:1.5),保温结束后,露点控制在-20±5°C.完成金属化。
[0130]实施例5:
[0131]a)称取Mo粉(质量比)80份；玻璃助剂粉(质量比)20份，配制金属化浆料。
[0132]钥粉，80份，
[0133]玻璃相组分:
[0134]Mn0，10 份；
[0135]Al2O3,0.5 份；
[0136]Si02，7 份;
[0137]Ca0，0.5份；
[0138]Mg，I 份。[0139]烧结助剂组份:
[0140]TiO2, 0.5 份；
[0141]Ba0，0.2份；
[0142]Y203，0 份;
[0143]La203，0 份;
[0144]P2O5, 0.3 份。
[0145]b)制备熔融温度较低的玻璃助剂粉体。按上述配方，按重量份计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分20份，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制。经1550°C熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣。将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质，球料比为l:l，430r/min的转速球磨15小时。球磨完成后，水浴加热，水浴温度为95°C，固液分离，持续烘干，过400目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为85°C，时间2小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用。
[0146]c)将Mo粉和玻璃助剂粉末按配比湿法球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉末；然后加入粘结剂经三辊研磨机滚轧混合制得金属化浆料，混合粉料与粘结剂的重量比为100:25 ;粘结剂配比构成:松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醒=160:20:5:25(重量比)
[0147]经丝网印刷在氧化铝表面涂敷。厚度为32微米。将涂敷好的氧化铝瓷件置于氢气炉进行烧结。烧结的条件为1420°C.保温60min.1000°C以上控制其露点为15±5°C.烧结气氛为纯氢，保温结束后，露点控制在-20±5°C.完成金属化。
[0148]实施例1、2、3、4、5所制金属化封接强度(MPa)如下:
[0149]I 号 128.86MPa;
[0150]2 号 130.50MPa;
[0151]3 号 125.65MPa;
[0152]4 号 123.1OMPa ;
[0153]5 号 120.28MPa.[0154].(抗拉强度数值为3个试样的平均值，封接面积为1.15cm2.)该产品的
[0155]抗拉强度超过120MPa。
[0156]实施例6
[0157]a)称取Mo粉(质量比)65份；玻璃助剂粉(质量比)35份，配制金属化浆料。
[0158]钥粉，65份，
[0159]玻璃相组分:
[0160]MnO，20 份；
[0161]Al2O3, 2.25 份；
[0162]Si02，9.5份；
[0163]Ca0，0.75 份；
[0164]Mg，I 份。 [0165]烧结助剂组份:
[0166]TiO2, 0.6份；
[0167]Ba0，0.6份；[0168]Y2O3, 0.3 份;
[0169]La203，0 份；
[0170]P2O5, O 份。
[0171]b)制备熔融温度较低的玻璃助剂粉体。按上述配方，按重量份计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分35份，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制。经1500°C熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣。将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质，球料比为3: l，400r/min的转速球磨10小时。球磨完成后，水浴加热，水浴温度为80°C，固液分离，持续烘干，过200目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为70°C，时间3小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用。
[0172]c)将Mo粉和玻璃助剂粉末按配比湿法球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉末；然后加入粘结剂经三辊研磨机滚轧混合制得金属化浆料，混合粉料与粘结剂的重量比为100:20 ;粘结剂配比构成:松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醒=160:20:5:25(重量比)
[0173]经丝网印刷在氧化铝表面涂敷。厚度为30微米。将涂敷好的氧化铝瓷件置于氢气炉进行烧结。烧结的条件为1385°C.保温60min，1000°C以上控制其露点为15±5°C.烧结气氛为纯氢，保温结束后，露点控制在-20±5°C.完成金属化。
[0174]实施例7
[0175]a)称取Mo粉(质 量比)65份；玻璃助剂粉(质量比)35份，配制金属化浆料。
[0176]钥粉，65份，
[0177]玻璃相组分:
[0178]Mn0，15 份；
[0179]Al2O3,0.5 份；
[0180]Si02，12 份;
[0181]Ca0，0.5份；
[0182]Mg，5 份。
[0183]烧结助剂组份:
[0184]Ti02，L2份;
[0185]Ba0，0 份；
[0186]Y2O3, 0.6 份;
[0187]La2O3,0.1 份；
[0188]P2O5, 0.1 份。
[0189]b)制备熔融温度较低的玻璃助剂粉体。按上述配方，按重量份计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分35份，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制。经1500°C熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣。将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质，球料比为3: l，400r/min的转速球磨10小时。球磨完成后，水浴加热，水浴温度为80°C，固液分离，持续烘干，过200目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为70°C，时间3小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用。
[0190]c)将Mo粉和玻璃助剂粉末按配比湿法球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉末；然后加入粘结剂经三辊研磨机滚轧混合制得金属化浆料，混合粉料与粘结剂的重量比为100:20 ;粘结剂配比构成:松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醒=160:20:5:25(重量比)
[0191]经丝网印刷在氧化铝表面涂敷。厚度为30微米。将涂敷好的氧化铝瓷件置于氢气炉进行烧结。烧结的条件为1385°C.保温60min，1000°C以上控制其露点为15±5°C.烧结气氛为纯氢，保温结束后，露点控制在-20±5°C.完成金属化。
[0192]需要说明的是，所述的烧结助剂组份中的物质至少含一种以上。
[0193]发明机理分析:
[0194]通过掺杂改性技术可提高强度和气密性，是一种有效的中温金属化方法。其作用机理是通过烧结使原料粉体产生颗粒粘接，经过物质迁移使粉末产生强度并导致致密化和再结晶的过程。一方面通过掺杂破坏稳定的晶格结构，使得晶体中产生缺陷或者引起晶格畸变来实现，活化晶格，降低烧结激活能；另一方面，加速扩展过程，主要通过在体系中产生液相，液相通过表面张力产生颗粒粘接并填充气孔,通过液相传质作用，使溶解的小晶粒逐渐在大晶粒表面沉积，达到促进烧结的效果。
[0195]氧化铝陶瓷表面金属化为液相烧结，故金属化工艺温度主要取决于玻璃相的熔融温度，传统工艺之所以须在更高温度下实现，本质原因在于分散在钥粉间的各氧化物原料粉末硅酸盐反应温度较高。实践表明，温度通常达到1500°C左右。另外金属化层中玻璃相含量及性态是氧化铝陶瓷表面金属化性质的重要影响因素。金属化层中的玻璃态物质一方面来自陶瓷本身，一方面来自金属化配方本身中的玻璃体,当玻璃质过多或成分不当时，Mo的烧结密度反而下降。玻璃相的粘度也对封接有较大影响，当粘度过高，就需要更高的金属化温度或延长保温时间。 [0196]本发明的效果:
[0197]本发明提供的陶瓷金属化浆料用烧结助剂配比合理，烧结助剂的加入，使得玻璃相可在较低温度(1340-139(TC )下熔融软化，粘度显著降低，形成了液相流动，填充Mo孔洞，与Al2O3中的玻璃相相互迁移相互渗透融合，与Al2O3之间发生硅酸盐反应，连接金属化层和Al2O3基体，实现金属化层与氧化铝陶瓷基体的化学键合。在熔融冷却过程中也具有较强析晶能力。形成了致密而连续的Mo金属层。这样，在较低温度下金属化也能得到较高的结合强度。
[0198]本发明具有成本低，效果好，工艺简便的优点，同时增强了金属化膏剂工艺的稳定性，提高产品质量的一致性。随着工业的发展，对陶瓷-金属封接技术的要求越来越高。如电力电子器件的迅速发展，对大功率可控硅管壳的需求量日益增多，对质量的要求也日益提高。从经济上和质量上来考虑，本发明能适应上釉管壳大规模生产的需要。
[0199]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料，其特征在于，按重量份数计算包括以下组分: 钥粉，60-80份； 玻璃相组分:
MnO，10-20 份；
Al2O3,0.5-4 份；
SiO2, 7-12 份；
CaO, 0.5-1 份； Mg，1-5 份； 烧结助剂组份:
TiO2,0-1.2 份；
BaO, 0-1.2 份；
Y2O3,0-1.2 份；
La2O3J O-L 2 份；
P2O5,0-1.2 份。
2.一种基于权利要求1的95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: a)制备玻璃助剂粉料: 按上述配方，按重量份数计，称取各玻璃相组分及烧结助剂组分20-40份，所述玻璃相组分及烧结助剂组分中的各氧化物纯度大于99% ;粒度为1-5 μ m.，混合均匀后，置于钼坩埚中，用硅钥棒箱式电炉熔制，经1500-1550 V熔炼，将溶化后的玻璃液快速倒入冷水中，水淬得玻璃渣； 将玻璃渣装入玛瑙球磨罐，用行星球磨机进行球磨，以无水乙醇为球磨介质，按玻璃渣与无水乙醇比为3-l:l，400-450r/min的转速球磨10-20小时，球磨完成后，得到球磨后的初级玻璃助剂粉料； 对初级玻璃助剂粉料在水浴温度为80-95°C的温度下进行水浴加热，进行固液分离，对分离后的固体玻璃助剂粉料持续烘干，过200-400目筛后，置于烘箱中烘干，烘干温度为70-85°C，时间2-3小时，得到玻璃助剂粉料，装瓶待用； b)将钥粉、玻璃助剂粉料按配比球磨混料，经烘干研磨过筛，制得金属化烧结粉料。
3.根据权利要求2所述的95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料的制备方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤: 按金属化烧结粉料与粘结剂的重量比为100:20-23向金属化烧结粉料中加入粘结剂，经三辊研磨机滚轧混合制的金属化浆料； 将金属化浆料经丝印 烧结，烧结的条件为1370-1420°C、保温60min、1000°C以上控制其露点为15±5°C,烧结气氛为纯氢或体积比为3:1.5的氢氮混合气体,保温结束后,露点控制在_20±5°C完成95氧化铝陶瓷的金属化。
4.根据权利要求2所述的95氧化铝陶瓷中温金属化浆料用金属化烧结粉料的制备方法，其特征在于，所述的粘结剂由以下重量比组成: 松油醇:邻苯二甲酸二丁酯:壬基酚聚乙二醇醚:聚乙烯醇缩丁醛=160:20:5:25。
【文档编号】C04B41/88GK103951468SQ201410095079
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】袁群, 李妮 申请人:西安市元兴真空电子技术有限公司