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> 網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體及制備方法
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,其特征在于,采用以下原料進(jìn)行制備:可溶性鋁基離子鹽、長鏈烷基表面活性劑、反應(yīng)助劑、氮基轉(zhuǎn)化劑、水;
所述可溶性鋁基離子鹽,為以下至少之一:氯化鋁鹽、硫酸鋁鹽、醋酸鋁鹽;
所述長鏈烷基表面活性劑,為以下至少之一:十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基二甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨;
所述反應(yīng)助劑,為以下至少之一:草酸銨、乙酸銨、甲酸銨、檸檬酸銨、磷酸銨;
所述氮基轉(zhuǎn)化劑,為以下至少之一:1,14-二疊氮基-3,6,9,12-四氧雜十四烷、次氮基三乙酸;
所述網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,包括有以下步驟:
步驟S001,將長鏈烷基表面活性劑投入至水中,在60-85℃溫度下,攪拌均勻,得到白色泡沫狀溶液,60-85℃保溫靜置,得到透明狀球形膠束溶液;
步驟S002,向所述透明狀球形膠束溶液中加入可溶性鋁基離子鹽,在300-800r/min攪拌轉(zhuǎn)速下,室溫混合攪拌后,靜置,得到白色溶膠;
步驟S003,向所述白色溶膠中加入反應(yīng)助劑,室溫混合攪拌0.5h及以上,得到乳白色高黏度溶膠;
步驟S004,取出30-50%重量的所述乳白色高黏度溶膠,加入氮基轉(zhuǎn)化劑,在負(fù)壓環(huán)境中,60-90℃溫度條件下,密封反應(yīng),得到白色沉淀溶液;
步驟S005,將步驟S003的剩余乳白色高黏度溶膠,與步驟S004的白色沉淀溶液混合攪拌均勻,經(jīng)噴霧干燥,得到白色球狀粉體;
步驟S006,在惰性氣體保護(hù)氣氛中,對白色球狀粉體進(jìn)行煅燒,制得網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,其特征在于,所述氯化鋁鹽,為以下至少之一:結(jié)晶氯化鋁、聚合氯化鋁;
所述硫酸鋁鹽,為以下至少之一:硫酸鋁、水合硫酸鋁、堿式硫酸鋁;
所述醋酸鋁鹽,為堿式醋酸鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,其特征在于,所述可溶性鋁基離子鹽和水的質(zhì)量比為15-35:65-85;
所述氮基轉(zhuǎn)化劑與可溶性鋁基離子鹽的質(zhì)量比為1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,其特征在于,所述長鏈烷基表面活性劑的用量為可溶性鋁基離子鹽質(zhì)量的0.1-0.5%;
所述反應(yīng)助劑的用量為可溶性鋁基離子鹽質(zhì)量的0.02-0.05%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,其特征在于,所述可溶性鋁基離子鹽中,氯化鋁鹽、硫酸鋁鹽、醋酸鋁鹽的質(zhì)量比為2:2:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,其特征在于,所述步驟S001中,透明狀球形膠束溶液的膠束粒度為10-30nm;
所述步驟S003中,乳白色高黏度溶膠的黏度為8000-13000mPa·s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,其特征在于,所述步驟S005中,白色球狀粉體為AlO/Al(OH)x(NH2)y-R粉體,x為1-2中的任意數(shù),y為1-2中的任意數(shù),R為十八烷基。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,其特征在于,所述步驟S006中,煅燒溫度為900-1380℃,煅燒時間為6h及以上。
9.一種網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體,其特征在于,采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制得;所述網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體,氧化鋁含量為50-70wt%,氮化鋁含量為30-50wt%,球形度>95%,比表面積<0.2m2/g。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信陶瓷領(lǐng)域,尤其是涉及一種網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體及制備方法。
背景技術(shù)
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中,網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域要求導(dǎo)熱填料粉體的導(dǎo)熱系數(shù)需達(dá)8W/(m·K)及以上。現(xiàn)有作為導(dǎo)熱填料粉體的氧化物/氮化物復(fù)合陶瓷粉體,均是采用氧化物粉體、氮化物粉體等的兩種或多種粉體為原料,經(jīng)簡單的物理機(jī)械混合制得;該復(fù)合陶瓷粉體在后續(xù)使用過程中存在有不同粉體匹配性差的問題,主要體現(xiàn)在,兩種或多種粉體混合后,復(fù)合陶瓷粉體的導(dǎo)熱系數(shù)會通過不同種類的粉體復(fù)合體現(xiàn),但同時各原料粉體的本征特性依然體現(xiàn),因此不同粉體間的膨脹系數(shù)、硬度、介電性能、吸油值及粉體表觀狀態(tài)等均存在不同,其直接影響復(fù)合陶瓷粉體的后續(xù)使用性能,且在使用過程中往往僅能夠滿足某一性能要求而弱化其他性能。
[0003]進(jìn)一步的,通過前述物理機(jī)械混合制備的復(fù)合陶瓷粉體在后續(xù)使用過程中,由于復(fù)合陶瓷粉體中不同粉體的吸油特性不同,會對后端產(chǎn)品(復(fù)合陶瓷粉體導(dǎo)熱材料)的力學(xué)性能造成不利影響。例如,氮化物粉體存在吸油值高,表面粗糙度高,孔隙率高的特性,為制備獲得高導(dǎo)熱復(fù)合陶瓷粉體,需要提高氮化物粉體的添加量;在保證氮化物粉體足夠添加量的前提下,氮化物粉體的高吸油值會導(dǎo)致后端產(chǎn)品(復(fù)合陶瓷粉體導(dǎo)熱材料)存在有力學(xué)薄弱點(diǎn)或應(yīng)力集中點(diǎn),進(jìn)而導(dǎo)致后端產(chǎn)品的力學(xué)性能降低,其綜合性能難以獲得有效保障。此外,不同粉體的吸油特性不同還導(dǎo)致需要配合添加的導(dǎo)熱膠的添加比例不同。
[0004]同時,現(xiàn)有的導(dǎo)熱填料粉體的制備方法,是采用氮化鋁等氮化物粉體、復(fù)合氧化鋁粉體等粉體原料,根據(jù)導(dǎo)熱性能要求,設(shè)置不同粉體添加配比,及粉體的不同顆粒級配后,進(jìn)行物理機(jī)械復(fù)合;且在復(fù)合過程中需要對復(fù)合粉體進(jìn)行特定的勻質(zhì)處理。但是為滿足下游高導(dǎo)熱使用要求,不同粉體復(fù)合生產(chǎn)需考慮的因素眾多,復(fù)配難度大;存在有生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低,以及不同粉體的本征性能削弱的問題。例如,采用球形氧化鋁粉體和氮化鋁粉體為原料進(jìn)行導(dǎo)熱粉體填料的生產(chǎn),需針對下游導(dǎo)熱性能要求,根據(jù)兩種粉體的本征特性區(qū)別,綜合考慮兩種粉體的密度、粒度、硬度、吸油值、膨脹系數(shù)、介電性能等多方面因素,預(yù)先進(jìn)行多次機(jī)械混合、均質(zhì)試驗(yàn)后,才能夠進(jìn)行規(guī)?;a(chǎn);其復(fù)配難度大,生產(chǎn)效率低,生產(chǎn)成本高,且存在有不同粉體的本征性能削弱的問題。
發(fā)明內(nèi)容
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體及制備方法,有效克服為滿足下游高導(dǎo)熱使用要求,不同粉體復(fù)合生產(chǎn)需考慮的因素眾多,復(fù)配難度大的問題;能夠有效降低復(fù)配難度,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,并避免復(fù)配中不同粉體的本征性能削弱的問題;以及有效解決現(xiàn)有通過物理機(jī)械混合制備的復(fù)合陶瓷粉體在后續(xù)使用過程中,由于復(fù)合陶瓷粉體中不同粉體的吸油特性不同,對后端產(chǎn)品力學(xué)性能造成不利影響的問題。
[0006]為解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,采用以下原料進(jìn)行制備:可溶性鋁基離子鹽、長鏈烷基表面活性劑、反應(yīng)助劑、氮基轉(zhuǎn)化劑、水;
所述可溶性鋁基離子鹽,為以下至少之一:氯化鋁鹽、硫酸鋁鹽、醋酸鋁鹽;
所述長鏈烷基表面活性劑,為以下至少之一:十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基二甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨;
所述反應(yīng)助劑,為以下至少之一:草酸銨、乙酸銨、甲酸銨、檸檬酸銨、磷酸銨;
所述氮基轉(zhuǎn)化劑,為以下至少之一:1,14-二疊氮基-3,6,9,12-四氧雜十四烷、次氮基三乙酸;
所述水,無特別限制,可以為自來水或去離子水;
所述網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,包括有以下步驟:
步驟S001,將長鏈烷基表面活性劑投入至水中,在60-85℃溫度下,攪拌均勻,得到白色泡沫狀溶液,60-85℃保溫靜置,得到透明狀球形膠束溶液;
步驟S002,向所述透明狀球形膠束溶液中加入可溶性鋁基離子鹽,在300-800r/min攪拌轉(zhuǎn)速下,室溫混合攪拌后,靜置,得到白色溶膠;
步驟S003,向所述白色溶膠中加入反應(yīng)助劑,室溫混合攪拌0.5h及以上,得到乳白色高黏度溶膠;
步驟S004,取出30-50%重量的所述乳白色高黏度溶膠,加入氮基轉(zhuǎn)化劑,在負(fù)壓環(huán)境中,60-90℃溫度條件下,密封反應(yīng),得到白色沉淀溶液;
步驟S005,將步驟S003的剩余乳白色高黏度溶膠,與步驟S004的白色沉淀溶液混合攪拌均勻,經(jīng)噴霧干燥,得到白色球狀粉體;
步驟S006,在惰性氣體保護(hù)氣氛中,對白色球狀粉體進(jìn)行煅燒,制得網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體。
[0007]進(jìn)一步的,所述氯化鋁鹽,為以下至少之一:結(jié)晶氯化鋁、聚合氯化鋁;所述硫酸鋁鹽,為以下至少之一:硫酸鋁、水合硫酸鋁、堿式硫酸鋁;所述醋酸鋁鹽,為堿式醋酸鋁。所述可溶性鋁基離子鹽,在反應(yīng)及球狀化團(tuán)聚過程中,能夠有效實(shí)現(xiàn)離子鍵合,形成單粒子結(jié)構(gòu)復(fù)合相組分。
[0008]所述長鏈烷基表面活性劑,能夠在水中形成球形膠束,其形成的極性鍵為長鏈結(jié)構(gòu),有效促進(jìn)鋁離子的多層長鏈富集,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)單球狀顆粒氧化物-氮化物多元復(fù)合。所述反應(yīng)助劑,其溶于水中后,在離子反應(yīng)作用下,銨根離子與鋁離子、負(fù)離子根發(fā)生反應(yīng),形成Al-OH-NH鍵合,有效形成球形氧化鋁的前驅(qū)體。
[0009]優(yōu)選的,所述可溶性鋁基離子鹽和水的質(zhì)量比為15-35:65-85;
長鏈烷基表面活性劑的用量為可溶性鋁基離子鹽質(zhì)量的0.1-0.5%;
反應(yīng)助劑的用量為可溶性鋁基離子鹽質(zhì)量的0.02-0.05%;
氮基轉(zhuǎn)化劑與可溶性鋁基離子鹽的質(zhì)量比為1:1。
[0010]優(yōu)選的,所述可溶性鋁基離子鹽中,氯化鋁鹽、硫酸鋁鹽、醋酸鋁鹽的質(zhì)量比為2:2:1。
[0011]進(jìn)一步的,所述網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,具體為:
步驟S001,將長鏈烷基表面活性劑投入至水中,在60-85℃溫度下,1000r/min以上高速攪拌0.5h及以上,得到白色泡沫狀溶液,60-85℃保溫靜置2h及以上,得到膠束粒度為10-30nm的透明狀球形膠束溶液;
步驟S002,向所述透明狀球形膠束溶液中加入可溶性鋁基離子鹽,在300-800r/min攪拌轉(zhuǎn)速下,室溫混合攪拌0.5h及以上,靜置1h及以上,得到白色溶膠;
步驟S003,向所述白色溶膠中加入反應(yīng)助劑,在80-150r/min轉(zhuǎn)速下,室溫混合攪拌0.5h及以上,得到黏度為8000-13000mPa·s的乳白色高黏度溶膠;
步驟S004,取出30-50%重量的所述乳白色高黏度溶膠,加入氮基轉(zhuǎn)化劑,-0.1MPa負(fù)壓環(huán)境下,在60-90℃溫度條件下,密封反應(yīng)2h及以上,得到白色沉淀溶液;
步驟S005,將步驟S003的剩余乳白色高黏度溶膠,與步驟S004的白色沉淀溶液混合,在300rpm及以下轉(zhuǎn)速條件下,混合攪拌3h及以上,進(jìn)行噴霧干燥,得到白色球狀粉體;所述白色球狀粉體為AlO/Al(OH)x(NH2)y-R粉體,x為1-2中的任意數(shù),y為1-2中的任意數(shù),R為十八烷基;
步驟S006,在氮?dú)獗Wo(hù)氣氛中,對白色球狀粉體進(jìn)行煅燒,控制煅燒溫度為900-1380℃,煅燒時間為6h,制得高結(jié)晶、高純、球形氧化鋁復(fù)合氮化鋁粉體,即網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體。
[0012]一種網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體,采用前述的制備方法制得;所述網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體,氧化鋁含量為50-70wt%,氮化鋁含量為30-50wt%,球形度>95%,比表面積<0.2m2/g。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
(1)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,通過將可溶性鋁基離子鹽溶于水中形成離子型溶液,在表面活性劑的作用下,在水溶液中形成球形膠束粉體團(tuán)聚狀態(tài),可溶性鋁基離子鹽在長鏈烷基表面活性劑鍵合作用下富集,并形成非極性鍵朝外的鋁離子球形膠束;部分鋁離子球形膠束在氮基轉(zhuǎn)化劑的作用下,形成Al-(NH2)x-Oy-R溶液;將鋁離子球形膠束溶液與Al-(NH2)x-Oy-R溶液混合后,在反應(yīng)助劑的作用下,形成鋁基球形沉淀物,經(jīng)干燥得到球形AlO/Al(OH)x(NH2)y-R粉體;然后在氮?dú)獗Wo(hù)氣氛下,煅燒得到球形氧化鋁/氮化鋁粉體,即網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體,能夠有效克服為滿足下游高導(dǎo)熱使用要求,不同粉體復(fù)合生產(chǎn)需考慮的因素眾多,復(fù)配難度大的問題;能夠有效降低復(fù)配難度,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,并避免復(fù)配中不同粉體的本征性能削弱的問題;以及有效解決現(xiàn)有通過物理機(jī)械混合制備的復(fù)合陶瓷粉體在后續(xù)使用過程中,由于復(fù)合陶瓷粉體中不同粉體的吸油特性不同,對后端產(chǎn)品力學(xué)性能造成不利影響的問題。
[0014](2)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備方法,采用氧化物/氮化物單粒子一體化化學(xué)復(fù)相合成的方式,得到氧化鋁/氮化鋁復(fù)相陶瓷粉體,在粉體的單一顆粒中同時具有氧化物和氮化物兩種組分,實(shí)現(xiàn)氧化物和氮化物的有效復(fù)相化學(xué)結(jié)合;采用所述網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體,無需與其他粉體進(jìn)行匹配復(fù)合,不存在不同粉體匹配性差,影響復(fù)合陶瓷粉體的后續(xù)使用性能的問題;同時,也就不存在現(xiàn)有技術(shù)中通過物理機(jī)械混合制備的復(fù)合陶瓷粉體在后續(xù)使用過程中因吸油特性不同,影響后端產(chǎn)品力學(xué)性能的問題。
[0015](3)采用本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體進(jìn)行導(dǎo)熱填料的制備過程中,無需根據(jù)不同粉體特性設(shè)置不同粉體添加配比,及粉體的不同顆粒級配,復(fù)配難度低,有效提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本;并避免復(fù)配中不同粉體的本征性能削弱的問題。
[0016](4)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體,氧化鋁含量為50-70wt%,氮化鋁含量為30-50wt%,球形度>95%,比表面積<0.2m2/g,可以根據(jù)高導(dǎo)熱填料對球形陶瓷粉體的要求,選取合適氧化鋁/氮化鋁比例的粉體,有效實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體在高導(dǎo)熱領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0017](5)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的制備過程中,燒成溫度為900-1380℃,比單一的氧化鋁粉、氮化鋁粉制備所需的燒結(jié)溫度低,能夠進(jìn)一步降低生產(chǎn)能耗,大幅降低生產(chǎn)成本;以及有效減少后端氧化鋁/氮化鋁復(fù)相粉體復(fù)配帶來的人工成本、燃動成本。
附圖說明
[0018]圖1為實(shí)施例1的網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的電鏡照片。
具體實(shí)施方式
[0019]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
[0020]實(shí)施例1
如圖1所示,本實(shí)施例提供一種網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體,具有近正球形結(jié)構(gòu)。所述網(wǎng)絡(luò)通信用單粒子復(fù)相組分球形陶瓷粉體的具體規(guī)格如表1所示: