[发明专利]一种高绝缘低导热高抗压强度陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种高绝缘低导热高抗压强度陶瓷材料及其制备方法。所述陶瓷材料的化学组成为：xKAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂‑yAl₂O₃‑zZrO₂，x+y+z=100wt%，且10wt%≤x≤40wt%，10wt%≤y≤80wt%，10wt%≤z≤80wt%。

技术领域

本发明涉及一种高绝缘低导热高抗压强度陶瓷材料及其制备方法，属于电子陶瓷材料及其制造使用领域。

背景技术

热流检测技术可以测量工业窑炉中的热流来控制和警告设备的安全使用范围，起到安全生产的作用；在航空航天领域，可以测量空间热流，检测空间环境的热量变化确保设备仪器安全。热流检测技术需要一种高绝缘低导热的材料来支撑热流传感器的正常工作，热流传感器中焊接工艺，表面处理，抗高压高温冲击等条件对材料提出了近乎苛刻的要求，急需寻找一种绝缘强度高，导热系数低，抗压强度高的材料来满足热流传感器的使用。

另外现有的材料只能在其中一项或两项指标上满足要求，不能三个指标同时满足热流传感器的使用条件。

综上所述，高绝缘强度、低导热系数、高抗压强度材料及其制备方法是我们研究的重中之重。

发明内容

本发明的目的是制备一种高绝缘低导热高抗压强度陶瓷材料，满足热流传感器在高温、高压条件下的正常使用。

本发明提供一种高绝缘低导热高抗压强度陶瓷材料，所述陶瓷材料的化学组成为：xKAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂-yAl₂O₃-zZrO₂，x+y+z＝100wt％，且10wt％≤x≤40wt％，10wt％≤y≤80wt％，10wt％≤z≤80wt％。

本发明通过调节材料中x、y、z的组成以及固溶温度来实现控制材料的绝缘性、导热系数以及抗压强度。其主要机理是KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂具有层状结构，单斜晶系，具有非常高的绝缘、绝热性能；氧化铝是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃；二氧化锆化学性质不活泼，熔点约2700℃，具有高熔点、高电阻率和低热膨胀系数的特点。将以上三种材料以不同比例组合固溶后，形成一种复合材料。

较佳地，所述xKAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂-yAl₂O₃-zZrO₂的原料组成为：10～20wt％的KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂，40～60wt％的Al₂O₃，10～30wt％的ZrO₂。

较佳地，所述KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂的原料组成包括：10～40wt％的K源，35～45wt％的Al源，40～50wt％的Si源。

较佳地，所述K源为K₂O、KOH、K₂CO₃中的至少一种，所述Al源为Al₂O₃、Al(OH)₃中的至少一种，所述Si源为硅微粉、硅砂、SiO₂中的至少一种。