环保非水基流延成型制备高质量氧化锆陶瓷基片及氮化硅生坯的研究

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1、分类号学校代码10408密级研究生学号1520021003硕士学位论文环保非水基流延成型制备高质量氧化锆陶瓷基片及氮化硅生坯的研究Studyontheenvironmentalfriendlynon-aqueoustapecastingprocessforhigh-qualityZrO2substratesandSi3N4greensheets学位申请人董其政导师姓名及职称谢志鹏教授专业名称材料科学与工程研究方向结构陶瓷所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018-06景德镇陶瓷大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果

2、。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权景德镇陶瓷大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相

3、应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要本文开发了一种以无水乙醇和乙酸乙酯为混合溶剂，蓖麻油、聚乙烯醇缩丁醛和邻苯二甲酸二丁酯分别为分散剂，粘结剂和增塑剂的廉价环保非水基流延体系，并利用流延成型最终制备了氧化锆陶瓷基板和氮化硅生坯，为氧化锆陶瓷指纹识别片及高导热氮化硅基板的应用奠定了基础，具体研究内容及结果如下：针对氧化锆基板的制备：首先研究了球磨转速对氧化锆陶瓷悬浮液流变性的影响并对浆料组成（分散剂添加量、粘结剂含量、增塑剂与粘结剂的质量比及固含量）进行了优化，然后对流延制备的坯片进行了表征分析。结果表明:当第一次球磨转速为70转/min时，悬浮液具有

4、良好的分散效果；分散剂添加量为1.0wt.%、粘结剂含量为4wt.%时，制备了固含量为60%的低黏度ZrO2浆料，并利用流延成型制备了具有致密度高、表面光滑、柔韧平整且厚度范围为(200~280)μm的完整无缺陷ZrO2生坯，通过对生坯进行冷等静压后进行排胶烧结，最终得到了相对密度将近98%，介电常数为31.61的氧化锆陶瓷基片。针对氮化硅生坯的制备：首先研究了分散剂添加量、粘结剂含量及固含量对氮化硅浆料流变性能的影响，然后研究了浆料固含量对生坯气孔率及气孔平均分布的影响。结果表明：最优化的浆料组成为：分散剂含量为0.8wt.%、粘结剂含量为8wt.%、固含量为54wt.%，此时

5、浆料具有合适的流变性，并利用流延成型制备了厚度范围为(500～800)μm，孔径小、孔径分布均匀、相对密度高、柔韧光滑的无缺陷氮化硅生坯,通过对生坯进行冷等静压，生坯的致密度明显提高。通过对上述氮化硅生坯在不同的气氛下排胶，研究了排胶后生坯的形貌和气孔分布，结果表明：在空气气氛下排胶，可以获得颗粒均匀分散、几乎无有机物残留的完整无缺陷生坯；在氮气气氛下排胶，可以获得颗粒均匀分散的完整生坯，但残余的灰分很难排除。关键词:ZrO2Si3N4非水基流延成型流变性能环保溶剂IAbstractInthepaper,Acheapandenvironmentalfriendlynon-aque

6、oustapecastingprocesswasdevelopedbyusingbinarysolventmixtureofethanolandethylacetate,castoroil,polyvinylbutyralanddibutylphthalateasthesolvent,dispersant,binderandplasticizer,respectively.thezirconiaceramicsubstratesandthesiliconnitridegreensheetswerefinallypreparedbytapecasting,whichlaidthef

7、oundationfortheapplicationofzirconiaceramicfingerprintidentificationchipandhighthermalconductivitysiliconnitridesubstrate,respectively.Thespecificresearchcontentsandresultsareasfollows:Forthepreparationofzirconiasubstrates:firstly,theeffectof