[发明专利]一种陶瓷复合材料基板及其制备工艺

权利要求书

1.一种金属陶瓷复合材料基板，包含陶瓷基体和金属导热增强体，其特征在于，所述金属陶瓷复合材料基板中的金属导热增强体均匀分布且垂直穿透陶瓷基体。

2.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合材料基板，其特征在于，所述陶瓷基体为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硅化物陶瓷、多元电子陶瓷或它们两种及以上的复合陶瓷。

3.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合材料基板，其特征在于，所述陶瓷基体为堇青石陶瓷或堇青石玻璃。

4.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合材料基板，其特征在于，所述金属导热增强体为具有高导热的金属Al、Ag、Cu及其合金。

5.一种制备如权利要求1所述金属陶瓷复合材料基板工艺，包括以下步骤：

1)将重量份的陶瓷粉体60～70份，加入水10～15份、粘结剂10～20份、增塑剂2～5份、分散剂0.5～2份，混合均匀后得到陶瓷流延浆料；

2)将得到的浆料，在流延机上流延；

3)浆料通过流延冻干区，定向冷凝，在生带半成品中形成垂直贯通且均匀分布的柱状冰柱；

4)将冷凝形成均匀分布柱状冰柱的生带半成品在-20～-40℃温度下进行冻干，形成开口气孔均匀分布且垂直于陶瓷生带表面的多孔陶瓷生带；

5)将陶瓷生带进行加热排胶，升温至温度500～700℃，保持1～3小时，排胶后得到开口气孔均匀分布且垂直于陶瓷基体表面的多孔陶瓷坯片；

6)将开口气孔均匀分布且垂直于陶瓷基体表面的多孔陶瓷坯片送入烧结设备中，在900～1800℃温度下，烧结2～6小时。

7)将烧结得到的陶瓷基体与熔融的金属或合金浸渗，形成金属相均匀分布且垂直穿透陶瓷的金属陶瓷复合材料基板。

6.根据权利要求5所述的一种金属陶瓷复合材料基板制备工艺，其特征在于，所述步骤7)中的浸渗工艺是将烧结得到的陶瓷基体放入坩埚中，金属合金放在基体上，在真空炉中充以氮气保护，700℃～1200℃下浸渗，金属合金熔化并在重力作用下进入多孔陶瓷基体孔隙中。

7.根据权利要求5所述的一种金属陶瓷复合材料基板制备工艺，其特征在于，所述步骤7)中的浸渗工艺是将烧结得到的陶瓷基体放入刚玉罐中，金属合金放在基体上，盖上罐盖，抽尽罐中空气后充以高纯氮气，保持罐中气压5～10MPa，放入高温炉中在700℃～1200℃下浸渗，金属合金熔化并在气压作用下进入多孔陶瓷基体孔隙中。

8.根据权利要求5所述的一种金属陶瓷复合材料基板制备工艺，其特征在于，所述步骤7) 中的浸渗工艺是将烧结得到的陶瓷基体放入压力模具中，金属合金放在陶瓷基体上，合模后抽尽模腔及陶瓷基体中空气，并对模具加压30～70MPa，将模具放入高温炉中在700℃～1200℃下浸渗，金属合金熔化并在模具压力作用下进入多孔陶瓷基体孔隙中。