A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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GRAIN-GRADE ZIRCONIA TOUGHENED ALUMINA CERAMIC SUBSTRATE AND PROCESS FOR PREPARATION THEREOF
A grain-grade zirconia toughened alumina ceramic substrate and process for preparation thereof. The substrate uses alumina powder as the main phase, zirconia powder as the second phase material, and magnesium-aluminum spinel powder as a sintering aid. A binary azeotropic mixture of absolute ethanol and methyl ethyl ketone is used as a solvent; phosphate ester is used as a dispersant; polyvinyl butyral is used as an adhesive; dibutyl phthalic acid is used as a plasticizer; the volume ratios of alumina powder and zirconia powder in the alumina powder and zirconia powder are 82.44%–96.7% and 3.30%–17.56%, respectively; magnesium-aluminum spinel powder accounts for 0.1–4.0% of the total weight of the alumina powder and zirconia powder; alumina powder, zirconia powder, and magnesium-aluminum spinel powder constitute inorganic powders; the solvent is 20–35% of the total weight of the inorganic powder, the dispersant is 0.5–2.0%, the adhesive is 5–15%, and the plasticizer is 2–6%; the grain size ratio of the alumina powder and zirconia powder is 2.415–4.444. The substrate is able to ensure that ZrO2 acts as a toughening phase and no leakage current is produced, and is further able to meet the mechanical and electrical performance requirements of ceramic copper-clad substrates and heating elements.
La présente invention concerne un substrat céramique d'alumine renforcé par zircone de qualité grain et son procédé de préparation. Le substrat utilise de la poudre d'alumine en tant que phase principale, de la poudre de zircone en tant que matériau de seconde phase et de la poudre de spinelle de magnésium-aluminium en tant qu'auxiliaire de frittage. Un mélange azéotrope binaire d'éthanol absolu et de méthyléthylcétone est utilisé en tant que solvant ; un ester phosphorique est utilisé en tant qu'agent dispersant ; un polyvinylbutyral est utilisé comme adhésif ; l'acide dibutylphtalique est utilisé comme plastifiant ; les rapports volumiques de poudre d'alumine et de poudre de zircone dans la poudre d'alumine et la poudre de zircone sont de 82,44 % à 96,7 % et de 3,30 % à 17,56 %, respectivement ; la poudre de spinelle de magnésium-aluminium représente de 0,1 à 4,0 % du poids total de la poudre d'alumine et de la poudre de zircone ; la poudre d'alumine, la poudre de zircone et la poudre de spinelle de magnésium-aluminium constituent des poudres inorganiques ; le solvant représente de 20 à 35 % du poids total de la poudre inorganique, l'agent dispersant représente de 0,5 à 2,0 %, l'adhésif représente de 5 à 15 % et le plastifiant représente de 2 à 6 % ; le rapport de taille de grain de la poudre d'alumine et de la poudre de zircone est de 2,415 à 4,444. Le substrat est en mesure d'assurer que le ZrO2 agit comme une phase de renforcement et qu'aucun courant de fuite n'est produit, et il est en outre en mesure de répondre aux exigences de performances mécaniques et électriques d'éléments chauffants et de substrats revêtus de céramique de cuivre.
提供一种晶粒级配氧化锆增韧氧化铝陶瓷基板及其制备工艺。该基板采用氧化铝粉为主相材料，氧化锆粉为第二相材料，镁铝尖晶石粉为烧结助剂，无水乙醇和丁酮二元共沸混合物作溶剂，磷酸酯作分散剂，聚乙烯醇缩丁醛作粘接剂，邻苯二甲酸二丁酯作增塑剂，氧化铝粉和氧化锆粉中氧化铝粉体积比为82.44％～96.7％，氧化锆粉为3.30％～17.56％，镁铝尖晶石粉占氧化铝粉和氧化锆粉总重量0.1～4.0％，氧化铝粉、氧化锆粉、镁铝尖晶石粉组成无机粉体，溶剂为无机粉体总重20～35％，分散剂为0.5～2.0％，粘接剂为5～15％，增塑剂为2～6％，其中氧化铝粉与氧化锆粉晶粒粒径比为2.415～4.444。该基板既能保证ZrO 2作为增韧相作用，不产生漏电流，还能满足陶瓷覆铜基板和发热元件对力学与电学性能的要求。
GRAIN-GRADE ZIRCONIA TOUGHENED ALUMINA CERAMIC SUBSTRATE AND PROCESS FOR PREPARATION THEREOF
A grain-grade zirconia toughened alumina ceramic substrate and process for preparation thereof. The substrate uses alumina powder as the main phase, zirconia powder as the second phase material, and magnesium-aluminum spinel powder as a sintering aid. A binary azeotropic mixture of absolute ethanol and methyl ethyl ketone is used as a solvent; phosphate ester is used as a dispersant; polyvinyl butyral is used as an adhesive; dibutyl phthalic acid is used as a plasticizer; the volume ratios of alumina powder and zirconia powder in the alumina powder and zirconia powder are 82.44%–96.7% and 3.30%–17.56%, respectively; magnesium-aluminum spinel powder accounts for 0.1–4.0% of the total weight of the alumina powder and zirconia powder; alumina powder, zirconia powder, and magnesium-aluminum spinel powder constitute inorganic powders; the solvent is 20–35% of the total weight of the inorganic powder, the dispersant is 0.5–2.0%, the adhesive is 5–15%, and the plasticizer is 2–6%; the grain size ratio of the alumina powder and zirconia powder is 2.415–4.444. The substrate is able to ensure that ZrO2 acts as a toughening phase and no leakage current is produced, and is further able to meet the mechanical and electrical performance requirements of ceramic copper-clad substrates and heating elements.
La présente invention concerne un substrat céramique d'alumine renforcé par zircone de qualité grain et son procédé de préparation. Le substrat utilise de la poudre d'alumine en tant que phase principale, de la poudre de zircone en tant que matériau de seconde phase et de la poudre de spinelle de magnésium-aluminium en tant qu'auxiliaire de frittage. Un mélange azéotrope binaire d'éthanol absolu et de méthyléthylcétone est utilisé en tant que solvant ; un ester phosphorique est utilisé en tant qu'agent dispersant ; un polyvinylbutyral est utilisé comme adhésif ; l'acide dibutylphtalique est utilisé comme plastifiant ; les rapports volumiques de poudre d'alumine et de poudre de zircone dans la poudre d'alumine et la poudre de zircone sont de 82,44 % à 96,7 % et de 3,30 % à 17,56 %, respectivement ; la poudre de spinelle de magnésium-aluminium représente de 0,1 à 4,0 % du poids total de la poudre d'alumine et de la poudre de zircone ; la poudre d'alumine, la poudre de zircone et la poudre de spinelle de magnésium-aluminium constituent des poudres inorganiques ; le solvant représente de 20 à 35 % du poids total de la poudre inorganique, l'agent dispersant représente de 0,5 à 2,0 %, l'adhésif représente de 5 à 15 % et le plastifiant représente de 2 à 6 % ; le rapport de taille de grain de la poudre d'alumine et de la poudre de zircone est de 2,415 à 4,444. Le substrat est en mesure d'assurer que le ZrO2 agit comme une phase de renforcement et qu'aucun courant de fuite n'est produit, et il est en outre en mesure de répondre aux exigences de performances mécaniques et électriques d'éléments chauffants et de substrats revêtus de céramique de cuivre.
提供一种晶粒级配氧化锆增韧氧化铝陶瓷基板及其制备工艺。该基板采用氧化铝粉为主相材料，氧化锆粉为第二相材料，镁铝尖晶石粉为烧结助剂，无水乙醇和丁酮二元共沸混合物作溶剂，磷酸酯作分散剂，聚乙烯醇缩丁醛作粘接剂，邻苯二甲酸二丁酯作增塑剂，氧化铝粉和氧化锆粉中氧化铝粉体积比为82.44％～96.7％，氧化锆粉为3.30％～17.56％，镁铝尖晶石粉占氧化铝粉和氧化锆粉总重量0.1～4.0％，氧化铝粉、氧化锆粉、镁铝尖晶石粉组成无机粉体，溶剂为无机粉体总重20～35％，分散剂为0.5～2.0％，粘接剂为5～15％，增塑剂为2～6％，其中氧化铝粉与氧化锆粉晶粒粒径比为2.415～4.444。该基板既能保证ZrO 2作为增韧相作用，不产生漏电流，还能满足陶瓷覆铜基板和发热元件对力学与电学性能的要求。
GRAIN-GRADE ZIRCONIA TOUGHENED ALUMINA CERAMIC SUBSTRATE AND PROCESS FOR PREPARATION THEREOF
SUBSTRAT CÉRAMIQUE D'ALUMINE RENFORCÉ PAR ZIRCONE DE QUALITÉ GRAIN ET SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION
晶粒级配的氧化锆增韧氧化铝陶瓷基板及其制备工艺
WU CHONGJUN (author) / DUAN MINGXIN (author) / HE YUNPENG (author)
2021-11-18
Patent
Electronic Resource
Chinese
IPC:
C04B
Kalk
,
LIME
Grain-grade zirconia toughened alumina ceramic substrate and method for preparing the same
| European Patent Office | 2024
GRAIN-GRADE ZIRCONIA TOUGHENED ALUMINA CERAMIC SUBSTRATE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME
| European Patent Office | 2022