[发明专利]一种绝缘散热型纳米陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种绝缘散热型纳米陶瓷材料的制备方法，丙烯酰胺、亚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸铵、Cu‑BTC‑SiO₂纳米材料、氧化锆、二氧化硅、氧化锆、四甲基氢氧化铵、过硫酸铵为主要原料，由于Cu‑BTC‑SiO₂纳米材料粒径小,相应的,其比表面积大,可以使得材料的烧结致密化程度提高,使得材料的组成结构更为致密,而填充氧化锆粉体颗粒间的空隙,在烧结时,同样可以使得材料致密、均匀,从而提高材料的强度，本发明通制备的纳米复合陶瓷具有优异导热性的同时，也具备良好的绝缘性。

技术领域

本发明涉及一种绝缘散热型纳米陶瓷材料的制备方法，属于陶瓷制备领域。

背景技术

LED被称为第四代光源,具有节能、环保、安全、低能耗、高亮度等优点,在日常生活中被广泛使用,灯体本身的散热性能至关重要,直接影响到灯具的使用寿命和照明效果。现有的散热材料主要有金属铝及铝合金、氧化铝陶瓷、导热塑料等。铝及铝合金导热率高,但散热性能不如氧化铝陶瓷和导热塑料,而且铝及铝合金是电的良导体,作为散热器有一定的安全隐患。而陶瓷散热材料具有绝缘、耐热、热膨胀系数低、稳定等特性,使散热器抗高压、不变形、不氧化且与芯片具有相近的热膨胀系数,但陶瓷基片导热系数低,不能满足大功率的散热需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绝缘散热型纳米陶瓷材料及其制备方法,通过该方法制备的材料具有优异的散热效果。

一种绝缘散热型纳米陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将2份丙烯酰胺、5份亚甲基丙烯酰胺和10份聚丙烯酸铵加水混合,并调节值至9,得到预配液；

步骤2、再将45份Cu-BTC-SiO₂纳米材料、100份氧化锆和3份助熔剂二氧化硅加入到球磨罐中,然后加入预配液球磨混合30小时,得到浆料；

步骤3、向上述浆料中加入2份四甲基氢氧化铵和3份过硫酸铵,将浆料凝胶注模成型,再以3℃/min的升温速率从室温升温至1450℃,并在1450℃下保温烧结2小时；

步骤4、将上述烧结产物从常温常压升温升压4小时至温度1450℃压力为120MPa,并在1450℃、120MPa的条件下进行热等静压处理4小时,再降温降压3小时至常温常

压,得到绝缘散热型陶瓷。

所述的Cu-BTC-SiO₂纳米材料制备方法如下：

步骤1、将10份二氧化硅粉、0.3份聚丙烯酸钠、19.4份茨烯、2.9份叔丁醇和0.5份氧化钇混合放入烧瓶中,在75℃下均匀搅拌,得到浆料；

步骤2、将浆料倒入模具中,在-16℃下放置,得到成型为柱状的二氧化硅陶瓷颗粒塑坯；

步骤3、将二氧化硅陶瓷颗粒塑坯先在-16℃下放置12h,然后将其放入冷冻干燥机中在-60℃条件下干燥6h,最后以4℃/min的速度升温进行高温烧结,升温至1000℃,保温3h,冷却后得到多孔二氧化硅陶瓷载体；

步骤4、2份均苯三甲酸与质量分数为95%的乙醇溶液25份混合,搅拌均匀,得到有机配体溶液，取5份多孔二氧化硅陶瓷载体放入上述制得的有机配体溶液中,浸泡12h,抽滤,将过滤后所得样品放入25份质量分数为95%的乙醇溶液中,加入4.8份三水硝酸铜,搅拌均匀,在80℃下反应,过滤、清洗,并在100℃下烘干处理,得到多孔二氧化硅陶瓷负载Cu-MOF，即纳米材料Cu-BTC-SiO₂。