[发明专利]一种氧化锆陶瓷插芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷电子元件技术领域，尤其涉及一种氧化锆陶瓷插芯的制备方法。

背景技术

在光纤通讯技术领域，光纤连接器可以用来传输光信号，其核心和基础器件为插芯，起着连接、转换、数据传输的媒介作用，是一系列光通信产品的最基本、最重要的无源器件。

光纤连接器，俗称活接头，是用于稳定但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件，主要用于实现系统中设备间、设备与仪表间、设备与光纤间以及光纤与光纤间的非永久性固定连接，是光纤通信系统中不可缺少的无源器件。目前使用较多的陶瓷材料是氧化铝和3mol氧化钇不完全稳定的氧化锆(PSZ)。其中氧化铝的硬度较高，研磨精度也较高，对研磨设备的要求也较高，且弯曲强度低、粒度大，碰到坚硬表面时易碎裂。而氧化锆的弯曲强度和断裂强度较氧化铝要高得多，且其硬度小、颗粒小，易于进行研磨抛光，但由于其杨氏模量较小，因而在进行研磨时需要先进的加工工艺。

为了实现光信号在光纤接头处的精确传输，对光纤连接器中的插芯材料提出了更为苛刻的要求：1.光纤要能够很容易地穿过插针体的微孔，2.插芯材料应能够获得高的机械加工精度，特别是内孔和同轴度的加工精度应保证在1μm以内，3.插芯材料应该具有足够的强度和耐磨性，在安装、拆卸及使用过程中不发生失效，在受到意外冲击时不发生断裂，4.插针材料应具有与光纤相似的线膨胀系数，当环境温度发生变化的时候，插芯的收缩与膨胀和光纤基本相同，以保证光纤端面的紧密接触，防止光信号的损失。

但是，现有技术中的陶瓷插芯易变形，精度较低。因此，本发明人考虑，制备一种氧化锆陶瓷插芯，不易变形且具有很高的精度。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种氧化锆陶瓷插芯的制备方法，制备的氧化锆陶瓷插芯不易变形，精度高；本发明要解决的技术问题还在于提供一种用于氧化锆陶瓷插芯的氧化锆粉末基材的制备方法。

有鉴于此，本发明提供了一种氧化锆陶瓷插芯的制备方法，包括以下步骤：

步骤a)将纳米二氧化钛、氧化镁、氧化钪、氧化钐、氧化钬、氧化锌和氧化锆混合，预烧后加入油酸，球磨混合，过筛后得到氧化锆粉末基材；

步骤b)将所述氧化锆粉末基材和高熔融强度聚丙烯加入密炼机中，混合搅拌后加入聚乙二醇单甲醚、微晶蜡、油酸酰胺，搅拌后加入乙烯-醋酸乙烯共聚物、PBT、聚氨酯弹性体和聚醛树脂，搅拌，升温至140-144℃，然后加入己二酸二辛酸，搅拌后升温至160-180℃，密炼后冷却，得到胶状物质；

步骤c)将所述胶状物质压片，粉碎，注射成型后得到毛坯料；

步骤d)将所述毛坯料浸泡在煤油中，然后依次进行热脱脂处理和烧结处理，得到氧化锆陶瓷插芯。

优选的，步骤a中，所述纳米二氧化钛、氧化镁、氧化钪、氧化钐、氧化钬、氧化锌、氧化锆和油酸的重量比为1∶2∶1∶2∶1∶1∶92∶3-4。

优选的，步骤a)中，预烧温度为650-720℃，预烧时间为1-2小时。

优选的，步骤b)中，所述氧化锆粉末基材、高熔融强度聚丙烯、聚乙二醇单甲醚、微晶蜡、油酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、PBT、聚氨酯弹性体、聚醛树脂和己二酸二辛酸的重量比为65-80∶3-6∶1-2∶2-5∶1-2∶3-6∶1-2∶2-4∶3-7∶3-6。

优选的，所述步骤b具体为：

将密炼机升温至100-110℃，将所述氧化锆粉末基材和高熔融强度聚丙烯加入所述密炼机，混合搅拌10-20分钟后加入聚乙二醇单甲醚、微晶蜡、油酸酰胺，搅拌10-20分钟后加入乙烯-醋酸乙烯共聚物、PBT、聚氨酯弹性体和聚醛树脂，搅拌10-20分钟，升温至140-144℃，然后加入己二酸二辛酸，搅拌20-30分钟后升温至160-180℃，密炼60-100分钟后冷却，得到胶状物质。

优选的，步骤c)中，注射压力为70-100Mpa。

优选的，步骤c)中，成型温度为150-180℃，成型压力为0.5-0.6Mpa，成型速度为30-50mm/s，成型时间为20-40s。

优选的，所述热脱脂处理具体为：

将煤油浸泡后的毛坯料放入脱脂炉，在以下温度进行热脱脂反应：步骤s1)由室温升温至250℃；

步骤s2)升温至350℃，保温1小时；

步骤s3)升温至450℃；

步骤s4)升温至550℃，保温2小时。

优选的，所述烧结处理具体为：

将热脱脂处理得到的毛坯料放入烧结炉，在以下温度进行烧结：

步骤L1)升温至550℃；