[发明专利]高热导率的低温共烧陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高热导率的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述低温共烧陶瓷材料由微晶玻璃、高热导率的陶瓷填料和高热导率的一维材料复合组成，其中，所述高热导率的一维材料的重量百分含量为1～25wt%。

2.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述高热导率的一维材料的重量百分含量为5～25wt%。

3.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述高热导率的一维材料为AlN晶须、β-Si₃N₄晶须或碳纳米管。

4.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述高热导率的一维材料配置为连接高热导率的陶瓷填料以形成三维网络状导热结构。

5.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述低温共烧陶瓷材料的热导率为13.0 Wm^-1k^-1以上。

6.根据权利要求5所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述低温共烧陶瓷材料的热导率为18.0 Wm^-1k^-1以上。

7.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述微晶玻璃的重量百分含量为25～40wt%。

8.根据权利要求7所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述微晶玻璃为RO-M₂O₃-SiO₂系微晶玻璃，其中R 选自Ca、Mg、Ba、Sr、Zn中的至少一个，M选自B和Al中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，在所述微晶玻璃中，各组分的重量百分含量为25～50wt%SiO₂、5～35wt%RO和 10～50wt%M₂O₃。

10.根据权利要求9所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述微晶玻璃在700～1000℃的温度范围内析出晶体。

11.根据权利要求10所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述微晶玻璃未粒径为0.1～5 μm的粉体。

12.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述高热导率的陶瓷填料的重量百分含量为45～70wt%。

13.根据权利要求12所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述高热导率的陶瓷填料为AlN、β-Si₃N₄、金刚石、cBN、BCN或BeO。

14.根据权利要求13所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，所述高热导率的陶瓷填料为粒径分布为1～15 μm的粉末状颗粒。

15.根据权利要求1～14中任一项所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，低温共烧陶瓷材料的热膨胀系数为3.5～4.5×10^-6/℃；相对介电常数为6.0～7.5，1 MHz；介电损耗为1.5～3.5×10^-3，1 MHz；抗弯强度为200～226 MPa。

16.一种根据权利要求1～15中任一项所述的低温共烧陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：

将所述微晶玻璃的粉体、高热导率的陶瓷填料和高热导率的一维材料按所需配比配料，球磨混合均匀；以及

将所得混合物烧结得所述低温共烧陶瓷材料，所述烧结的方法包括带有气氛保护的热压烧结、微波烧结、常压烧结和SPS烧结。

17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括制备所述微晶玻璃的粉体的工序，包括：

将所述微晶玻璃含有的各氧化物原料按照组成配方在氧化铝研钵中混合均匀，然后放入石英坩埚中；

将所述石英坩埚放入高温熔炉中，从室温以5～10℃/分钟升至1300～1500℃，保温1～2 小时，以得到均匀的玻璃液；

将所述玻璃液直接倒入冷的去离子水中，形成碎玻璃颗粒；以及

将所述碎玻璃颗粒球磨48～72 小时，烘干后得所述微晶玻璃的粉体。