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电子陶瓷是广泛应用于电子信息领域的一类新型材料,是制备电子、微电子及光电子工业基础元件的关键,市场需求量大,产业化前景广阔。电子陶瓷的迅速发展给其承烧板(窑具)带来了巨大的市场,其中,氧化锆/氧化铝复合承烧板(窑具)成为研究的热点之一。本文研究了Ca-ZrO2/Al2O3及Ca-ZrO2/ZTA/Al2O3的制备与性能。用滚磨法制备了ZTA、Ca-ZrO2料浆,研究了固相含量、分散剂种类、分散剂用量、pH值对Ca-ZrO2料浆流变性及稳定性的影响。在Al2O3基板上双面喷涂料浆制备了Ca-ZrO2/Al2O3及Ca-ZrO2/ZTA/Al2O3层状复合材料。通过XRD、SEM进行了相组成和显微结构分析,并研究了其密度、强度、抗热震性等性能。研究发现,Ca-ZrO2料浆经搅拌后粘度值迅速下降,当固相含量为70 wt%,分散剂为聚丙烯酸钠,用量为3 wt%,pH值为10时,粘度为11 mPa·s。Ca-ZrO2料浆稳定率随时间增加而降低,当固相含量为70 wt%,分散剂为聚丙烯酸钠,用量为3 wt%,pH值为10时,0.5 h后稳定率在95%以上,2 h后稳定率达90%左右,能够满足料浆的喷涂要求。Zeta电位测试表明,聚丙烯酸钠、三乙醇胺、聚丙烯酸铵均使Ca-ZrO2粉料的Zeta电位绝对值增大,料浆的稳定性提高。其中,聚丙烯酸钠使Ca-ZrO2粉料在料浆pH值点获得较大Zeta电位。加入聚丙烯酸钠后,料浆pH值为9.95,Zeta电位为-41.6 mv,接近最大值-47.6 mv。XRD相组成分析表明,试样的ZrO2涂层中的单斜相含量随烧成温度升高而增加。显微结构分析表明,试样呈层状分布,Al2O3层厚2.6 mm左右,ZrO2层厚150400μm,ZTA层厚150μm左右,各层之间无明显扩散,界面结合较好,颗粒之间存在气孔,材料较疏松。抗热震性测试使Al2O3层和ZrO2层的结合变差,ZTA层的引入能改善Al2O3层和ZrO2层的界面结合。材料的密度和强度均随烧成温度的升高而有不同程度的增加。烧成温度为1400℃时,Ca-ZrO2/Al2O3复合材料的密度为2.54 g/cm3,抗弯强度为86 MPa,Ca-ZrO2/ZTA/Al2O3复合材料的密度为2.51 g/cm3,抗弯强度可达114 MPa。加载方向垂直于层方向时测得的抗弯强度值要大于加载方向平行于层方向时测得的抗弯强度值,Ca-ZrO2/ZTA/Al2O3复合材料的抗弯强度值大于Ca-ZrO2/Al2O3复合材料的抗弯强度值,说明涂层使材料呈各向异性。抗热震性测试表明,1300℃、1350℃、1400℃烧成的试样分别能承受30次、23次、4次以上的热循环测试。烧成温度升高,试样的抗热震性反而下降,是因为试样在烧成温度为1300℃时能形成较好的微裂纹网络。