[发明专利]陶瓷复合基板加工方法和多层陶瓷复合基板加工方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及超材料领域，尤其涉及一种陶瓷复合基板加工方法和一种多层陶瓷复合基板加工方法。

【背景技术】

随着移动型电子消费类产品在当今社会大范围的普及应用，传统材料由于其局限性已经不能满足人们对更高集成度、高速、低功耗集成电路的需求，非挥发性存储介质在移动存储领域越来越显示出其优越性。钛酸钡由于其特殊的性能被用作陶瓷电容器的介电材料、麦克风和其他传感器的压电材料以及一些非致冷感应器材料，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一。

超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而或得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成它们的材料。超材料的特殊性质在很大程度上取决于材料的关键物理尺度。一个最直观的例子是晶体。晶体在原子尺度上是排列有序的，正因为此，晶体材料拥有一些无定型态所不具备的物理特征。由此类比，在其它层次上的有序排列则可能获得一定程度的自然界中的材料所不具备的物理性质。通常人造结构的尺寸为所需响应波长的十分之一，否则这些人造结构所组成的排列在空间中不能被视为连续。超材料包括人造结构以及人造结构所附着的材料，该附着材料对人造结构起到支撑作用，因此可以是任何与人造结构不同的材料，这两种材料的叠加会在空间中产生一个等效介电常数与磁导率，而这两个物理参数分别对应了材料的电场响应与磁场响应。

复合材料由于其结合不同材料之间的优点，各种材料互相取长补短，产生协同效应，使得复合材料的综合性能由于原组成材料因此满足各种不同的要求，被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域。陶瓷材料耐高温、耐化学腐蚀性以及具有良好的热稳定性和机械性能但是陶瓷材料脆性大、可塑性差，而聚合物具有良好的可塑性，因此将陶瓷材料与高聚物制备成复合材料可以取长补短，相得益彰，制备出优良性能的复合物材料。但是目前将陶瓷有效分散在聚合物中是制备复合物材料的瓶颈，如果陶瓷材料不能均匀分散在聚合物体系中将会严重影响材料的热学性能和力学性能，不能凸显出复合物材料独特的性能。

【发明内容】

本发明提供一种陶瓷复合基板加工方法和一种多层陶瓷复合基板加工方法，对陶瓷材料进行改性，使得陶瓷材料能够有效地分散在聚合物体系中，由此得到耐高温、耐化学腐蚀性、具有良好的热稳定性和机械性能并具有良好的可塑性的复合基板。

根据本发明的一个主要方面，提供一种陶瓷复合基板的加工方法，该方法包括以下步骤：

a、将偶联剂溶解在乙醇和水的混合溶剂中，形成第一溶液；

b、将钛酸盐溶解在第一溶液中，形成第二溶液；

c、将第二溶液进行第一次超声分散，然后利用磁力搅拌器上进行第一次搅拌，再然后进行干燥，获得改性过的钛酸盐；

d、将改性过的钛酸盐和聚合物材料按一定比例混合，在二甲基乙酰胺中进行第二次超声分散，然后将混合物于磁力搅拌器上进行第二次搅拌后再进行第三次超声分散，再将混合物加热，去除混合物中的溶剂；

e、将去除溶剂的混合物放置在模具上热压成型，得到陶瓷复合基板。

根据本发明的一个方面，钛酸盐是BaTiO₃。

根据本发明的一个方面，聚合物材料是聚醚砜树脂。

根据本发明的一个方面，偶联剂为IAAT(Isopropyl tris(N-amino-ethyl aminoethyl)titanate)。

根据本发明的一个方面，乙醇和水的比例为(2.5-4.5ml∶47.5-57.5ml)。

根据本发明的一个方面，第一次超声分散为在室温中超声30分钟。

根据本发明的一个方面，第一次搅拌为在约80℃下搅拌约30分钟。

根据本发明的一个方面，干燥方式为真空干燥炉中约75℃下干燥约10分钟。

根据本发明的一个方面，钛酸盐与聚合物材料的比例为10-90∶90-10。

根据本发明的一个方面，第二次超声分散时间为约两个小时。

根据本发明的一个方面，第一次搅拌时间为搅拌约30分钟。

根据本发明的一个方面，第三次超声分散时间为约30分钟。

根据本发明的一个方面，加热为在约80℃下加热约5个小时。

根据本发明的一个方面，热压条件为热压温度为250-350℃，热压压强为15-45MPa。

根据本发明的另一个主要方面，还提供一种多层陶瓷复合基板的加工方法，该方法包括以下步骤：