[发明专利]一种可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法

权利要求书

1.一种可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：采用调整硅基陶瓷型芯中氧化铝的含量来控制型芯的热膨胀系数，在准备硅基陶瓷型芯浆料的过程中需严格控制氧化铝的含量，而后利用上述浆料通过压注成型和高温烧结制备硅基陶瓷型芯。

2.按照权利要求1所述的可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：按重量百分比计，硅基陶瓷型芯浆料的成分和含量为：陶瓷粉料80～85wt.％，蜡基增塑剂15～20wt.％；陶瓷粉料为石英玻璃粉和氧化铝粉，石英玻璃粉或氧化铝粉的粒度要求和重量百分比均为：在0μm<粒度≤10μm范围内为15～25％，在10μm<粒度≤40μm范围内为50～70％，在40μm<粒度≤70μm范围内为15～25％。

3.按照权利要求2所述的可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：当硅基陶瓷型芯浆料中氧化铝粉的含量在0<氧化铝粉≤20wt％范围内时，所得硅基陶瓷型芯浆料的热膨胀系数在0<热膨胀系数≤3.96×10^-6/℃范围内调节。

4.按照权利要求2所述的可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：优选地，当硅基陶瓷型芯浆料中氧化铝粉的含量在5≤氧化铝粉≤15wt％范围内时，所得硅基陶瓷型芯浆料的热膨胀系数在1×10^-6/℃≤热膨胀系数≤3×10^-6/℃范围内调节。

5.按照权利要求2所述的可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：按重量百分比计，蜡基增塑剂的成分和含量为：石蜡65～75wt.％，蜂蜡20～30wt.％，聚乙烯1～3wt.％，硬脂酸2～4wt.％。

6.按照权利要求1或2所述的可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

称量粒度符合要求的陶瓷粉料：石英玻璃粉和氧化铝粉，而后放入鼓风干燥箱中，在120℃保温3～5小时，待粉末受热均匀后，在搅拌的条件下加入到已经熔融的蜡基增塑剂中，陶瓷粉料添加完毕后，继续搅拌至蜡基增塑剂与石英玻璃粉和氧化铝粉完全混合均匀，形成硅基陶瓷型芯浆料；在搅拌的过程中，硅基陶瓷型芯浆料的温度控制在130～140℃，硅基陶瓷型芯浆料搅拌均匀后浇注成锭块以待压注；需要压注时，将硅基陶瓷型芯浆料锭块加热到120℃后保温3～5小时，维持浆料温度在120±1℃，在陶瓷压芯机上压注成型，形成硅基陶瓷型芯素坯；

选取工业氧化铝粉作为填料，进行硅基陶瓷型芯的造型，具体过程是：将压注成型的硅基陶瓷型芯素坯去除表面缺陷后，包埋于已经置于刚玉坩埚中的工业氧化铝填料粉中，然后将盛有硅基陶瓷型芯素坯的坩埚放入到焙烧炉中；硅基陶瓷型芯的焙烧分为脱蜡和烧结两个阶段：以80～100℃/h的升温速率升温至400～500℃，而后保温2～4h进行脱蜡，在脱蜡过程中，保持空气干燥；当温度高于500℃时进入烧结阶段，此阶段的升温速率提高到100～120℃/h，直至最高焙烧温度1150～1200℃，焙烧3～4h后随炉冷却，形成硅基陶瓷型芯。

7.按照权利要求6所述的可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，对焙烧完毕的硅基陶瓷型芯进行强化，处理方法为将硅基陶瓷型芯置于硅酸乙酯水解液中，待硅基陶瓷型芯表面无气泡放出时取出，自然干燥12h以上。

8.按照权利要求6所述的可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，压注时，模具的温度维持在30～50℃。

9.按照权利要求6所述的可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，工业氧化铝粉经1150～1200℃于空气中煅烧3～4h。