一種防靜電陶瓷材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于陶瓷材料制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇8~20份、二氧化鈦10~22份、氧化鋅1~4份、碳化硅1~3份、氧化鋁2~8份。本發(fā)明以部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷為主，充分利用了氧化鋯基體本身優(yōu)異的物理化學(xué)性能，通過(guò)與鈦酸鋇復(fù)合，并加入氧化物二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁改性，加入碳化硅提高其乃么性能，通過(guò)復(fù)合，賦予其防靜電功能，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域；具備此種結(jié)構(gòu)的材料具有良好的防靜電功能，產(chǎn)品可廣泛的應(yīng)用推廣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種防靜電陶瓷材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于陶瓷材料制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防靜電陶瓷材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]普通陶瓷材料具有很高的電阻率，容易積聚電荷，這些電荷的積聚可能會(huì)帶來(lái)如上述的多種危害。每年都有相關(guān)靜電危害造成損失的報(bào)道，因此急需開(kāi)發(fā)研究能解決以上冋題的陶瓷材料。
[0003]靜電，是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷。當(dāng)電荷聚集在某個(gè)物體上或表面時(shí)就形成了靜電，而電荷分為正電荷和負(fù)電荷兩種，也就是說(shuō)靜電現(xiàn)象也分為兩種即正靜電和負(fù)靜電。當(dāng)正電荷聚集在某個(gè)物體上時(shí)就形成了正靜電，當(dāng)負(fù)電荷聚集在某個(gè)物體上時(shí)就形成了負(fù)靜電，但無(wú)論是正靜電還是負(fù)靜電，當(dāng)帶靜電物體接觸零電位物體(接地物體)或與其有電位差的物體時(shí)都會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，就是我們?nèi)粘Ｒ?jiàn)到火花靜電放電現(xiàn)象。
[0004]在當(dāng)今日益發(fā)展的電子工業(yè)時(shí)代，各種微電子、光電子原件的應(yīng)用非常廣泛，而靜電放電能夠破壞電子原件、改變半導(dǎo)體元器件的電性能、破壞電子系統(tǒng)，造成整個(gè)設(shè)備故障或失靈;與此同時(shí)，靜電電荷釋放時(shí)產(chǎn)生靜電火花，極易引燃易燃易爆材料，造成極大危險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失;此外，靜電容易向清潔的環(huán)境中吸入臟物，如灰塵、異物顆粒、容易使不能相互接觸的產(chǎn)品粘在一起，這些都會(huì)造成重大的損失。靜電作為一種普遍物理現(xiàn)象，近十多年來(lái)伴隨著集成電路的飛速發(fā)展和高分子材料的廣泛應(yīng)用，靜電的作用力、放電和感應(yīng)現(xiàn)象引起的危害十分嚴(yán)重，美國(guó)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)電子行業(yè)部門(mén)每年因靜電危害造成損失高達(dá)100億美元，英國(guó)電子產(chǎn)品每年因靜電造成的損失為20億英鎊，日本電子元器件的不合格品中不少于45%的危害是因?yàn)殪o電放電(ESD)造成的。
[0005]由于靜電危害十分巨大，因此引起了人們的高度重視。目前已經(jīng)制備出許多防靜電的材料、設(shè)計(jì)出許多靜電放電耗散的的用具，用來(lái)防止靜電放電現(xiàn)象的的發(fā)生。用于防靜電的靜電耗散材料應(yīng)該是半絕緣的，其體積電阻范圍是14到111 Ω -cm,當(dāng)此種材料受到摩擦?xí)r，其表面產(chǎn)生的靜電荷可以較快的擴(kuò)散和泄漏。特別是，當(dāng)材料的體積電阻率為16到108Q-cm，材料表面的靜電能夠以較緩慢的速度慢慢持續(xù)釋放，最大程度防止靜電放電對(duì)產(chǎn)品的破壞。目前應(yīng)用最廣的防靜電材料，大都是通過(guò)在塑料中添加炭黑、金屬粉等導(dǎo)電粉體制成，利用導(dǎo)電粉體均勻分布在塑料內(nèi)部形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，降低塑料本身的電阻率，從而達(dá)到靜電耗散的目的。而陶瓷材料具有良好的耐磨性、耐腐蝕、耐高溫、剛性好等優(yōu)點(diǎn)，是理想的防靜電材料。目前，用于結(jié)構(gòu)件的特種陶瓷主要有氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有良好的防靜電功能的陶瓷材料，還提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便的防靜電陶瓷材料的制備方法。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種防靜電陶瓷材料，其特征在于，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇8?20份、二氧化鈦10?22份、氧化鋅1?4份、 碳化硅1?3份、氧化鋁2?8份。
[0008]作為優(yōu)選，所述防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇10? 16份、二氧化鈦12?22份、氧化鋅1?3份、碳化硅2?3份、氧化鋁2?6份。[00〇9]進(jìn)一步地，所述四方氧化錯(cuò)的晶粒尺寸為50?200nm。[〇〇1〇]具體地，所述氧化鋁采用共沉淀法制備的粒度為200nm?400nm的高活性氧化鋁粉。
[0011]本發(fā)明還包括一種防靜電陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟，步驟一，將質(zhì)量比為四方氧化錯(cuò)50份、鈦酸鋇8?20份、二氧化鈦10?22份、氧化鋅1?4份、碳化娃1?3份、氧化鋁2?8份，稱份，混勻，制成漿料，然后陳腐均化；步驟二，使用步驟一的陳腐均化后的漿料進(jìn)行噴霧干燥，制成粉體，通過(guò)沖壓成型的方式制成坯體；步驟三，將步驟二制成的坯體經(jīng)干燥后入窯燒成，燒成氣氛為還原氣氛，燒成溫度1100?1200 °C ;步驟四，將步驟三燒成的制品拋磨加工，得到成品。
[0012]具體地，所述氧化鋁采用共沉淀法制備而得。
[0013]有益效果:(1)本發(fā)明以部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷為主，充分利用了氧化鋯基體本身優(yōu)異的物理化學(xué)性能，通過(guò)與鈦酸鋇復(fù)合，并加入氧化物二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁改性，加入碳化硅提高其乃么性能，通過(guò)復(fù)合，賦予其防靜電功能，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域;具備此種結(jié)構(gòu)的材料具有良好的防靜電功能，產(chǎn)品可廣泛的應(yīng)用推廣。
[0014](2)本發(fā)明防靜電陶瓷材料的制備方法，操作方便，工藝簡(jiǎn)單，易于控制，綠色環(huán)保?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:一種防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇10份、二氧化鈦8份、 氧化鋅1份、碳化硅1份、氧化鋁2份。最終得到的防靜電陶瓷材料的表面電阻率為7.4X106 /cm，可以起到防靜電的效果。
[0016]實(shí)施例2一種防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇20份、二氧化鈦22 份、氧化鋅4份、碳化硅3份、氧化鋁8份。最終得到的防靜電陶瓷材料的表面電阻率為2.6X 107n/cm，可以起到防靜電的效果。
[0017]實(shí)施例3一種防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇8份、二氧化鈦10份、 氧化鋅1份、碳化硅2份、氧化鋁2份。最終得到的防靜電陶瓷材料的表面電阻率為1.5X108 /cm，可以起到防靜電的效果。
[0018]實(shí)施例4一種防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇16份、二氧化鈦22 份、氧化鋅3份、碳化硅3份、氧化鋁6份。最終得到的防靜電陶瓷材料的表面電阻率為2.9X 106Q/cm，可以起到防靜電的效果。
[0019]實(shí)施例5
一種防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇12份、二氧化鈦18份、氧化鋅2份、碳化硅I份、氧化鋁4份。其中四方氧化鋯的晶粒尺寸為50?200nm。進(jìn)一步地，所述氧化鋁采用共沉淀法制備的粒度為200nm?400nm的高活性氧化鋁粉。最終得到的防靜電陶瓷材料的表面電阻率為8.3Χ106Ω/cm，可以起到防靜電的效果。
[0020]實(shí)施例6
一種防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇20份、二氧化鈦22份、氧化鋅4份、碳化硅3份、氧化鋁8份，其中四方氧化鋯的晶粒尺寸為50?200nm。最終得到的防靜電陶瓷材料的表面電阻率為6.3X107Q/cm，可以起到防靜電的效果。
[0021 ] 實(shí)施例7
一種防靜電陶瓷材料，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇10份、二氧化鈦8份、氧化鋅I份、碳化硅I份、氧化鋁2份。其中四方氧化鋯的晶粒尺寸為50?lOOnm。進(jìn)一步地，所述氧化鋁采用共沉淀法制備的粒度為200nm~300nm的高活性氧化鋁粉。最終得到的防靜電陶瓷材料的表面電阻率為8.2Χ106Ω/cm，可以起到防靜電的效果。
[0022]實(shí)施例8
防靜電陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟，步驟一，將質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇20份、二氧化鈦22份、氧化鋅4份、碳化硅3份、氧化鋁8份，稱份，混勻，制成漿料，然后陳腐均化;步驟二，使用步驟一的陳腐均化后的漿料進(jìn)行噴霧干燥，制成粉體，通過(guò)沖壓成型的方式制成坯體；步驟三，將步驟二制成的坯體經(jīng)干燥后入窯燒成，燒成氣氛為還原氣氛，燒成溫度IlOOcC ；步驟四，將步驟三燒成的制品拋磨加工，得到成品。
[0023]實(shí)施例9
防靜電陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟，步驟一，將質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇8份、二氧化鈦10份、氧化鋅I份、碳化硅I份、氧化鋁2份，稱份，混勻，制成漿料，然后陳腐均化;步驟二，使用步驟一的陳腐均化后的漿料進(jìn)行噴霧干燥，制成粉體，通過(guò)沖壓成型的方式制成坯體；步驟三，將步驟二制成的坯體經(jīng)干燥后入窯燒成，燒成氣氛為還原氣氛，燒成溫度1200°C ；步驟四，將步驟三燒成的制品拋磨加工，得到成品。
[0024]實(shí)施例10
防靜電陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟，步驟一，將質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇10份、二氧化鈦12份、氧化鋅I份、碳化硅2份、氧化鋁2份，稱份，混勻，制成漿料，然后陳腐均化，其中所述氧化鋁采用共沉淀法制備而得;步驟二，使用步驟一的陳腐均化后的漿料進(jìn)行噴霧干燥，制成粉體，通過(guò)沖壓成型的方式制成坯體；步驟三，將步驟二制成的坯體經(jīng)干燥后入窯燒成，燒成氣氛為還原氣氛，燒成溫度1150°C ；步驟四，將步驟三燒成的制品拋磨加工，得到成品。
[0025]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防靜電陶瓷材料，其特征在于，其組成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇8?20 份、二氧化鈦1 〇?22份、氧化鋅1?4份、碳化硅1?3份、氧化鋁2?8份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防靜電陶瓷材料，其特征在于，所述防靜電陶瓷材料其組 成按質(zhì)量比為四方氧化鋯50份、鈦酸鋇10?16份、二氧化鈦12?22份、氧化鋅1?3份、碳化硅2? 3份、氧化鋁2?6份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防靜電陶瓷材料，其特征在于，所述四方氧化鋯的晶粒尺 寸為 50~200nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防靜電陶瓷材料，其特征在于，所述氧化鋁采用共沉淀法 制備的粒度為200nm?400nm的高活性氧化鋁粉。5.—種防靜電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟，步驟一，將質(zhì)量比為 四方氧化鋯50份、鈦酸鋇8?20份、二氧化鈦10?22份、氧化鋅1?4份、碳化硅1?3份、氧化鋁2? 8份，稱份，混勻，制成漿料，然后陳腐均化；步驟二，使用步驟一的陳腐均化后的漿料進(jìn)行 噴霧干燥，制成粉體，通過(guò)沖壓成型的方式制成坯體；步驟三，將步驟二制成的坯體經(jīng)干燥 后入窯燒成，燒成氣氛為還原氣氛，燒成溫度1100?1200°C ;步驟四，將步驟三燒成的制品 拋磨加工，得到成品。6.據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防靜電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述氧化鋁采 用共沉淀法制備而得。
【文檔編號(hào)】C04B35/626GK106045506SQ201610390140
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】蔡小連
【申請(qǐng)人】蘇州市奎克力電子科技有限公司