本发明涉及电子材料技术具体涉及一种厚膜电阻浆料及其制备方法。

在电热领域中加热元件要求体积小，功率大热惰性小，表面热负荷大耗电低，热效率高热啟动快，功率稳定稳定场均匀，工艺性好本体自控温，运行安全可靠寿命长，适用范围广因此需要使用厚膜加热元件，而不是电熱管或PTC加热器目前厚膜发热电阻通常是以金、银、铂、钯等贵金属粉末或其氧化物为基体，加入作为无机粘结剂的玻璃相并同有机载體混合形成发热电阻浆料，然后丝网漏印到陶瓷基片上在空气气氛、300～1200℃温度范围内烧结制备而成。

国防科学技术大学提出了以银、钯為导电填料的电阻浆料(中国发明专利号ZL )；湖南利德电子浆料有限公司推出的用于不锈钢基板的厚膜电阻浆料DZ430XXXX，导体浆料DT4306DT4306A都是以贵金属為导电填料。虽然采用贵金属作为导电填料具有加热温度高、不易氧化、工艺成熟等优点；但贵金属成本高昂且添加作为无机粘结剂的箥璃相会对电性能造成较大影响，使得贵金属厚膜电阻浆料及其导体的广泛应用受到很大限制

为了克服贵金属厚膜电阻浆料成本高昂的缺陷，陕西科技大学提出了一种以石墨为导电填料无机玻璃粉作为粘结相的环保型石墨电阻浆料(中国发明专利申请号.1)；西安宏星电子浆料科技有限责任公司则提出了以纳米碳系为导电填料的发热器用电致热有机功率电阻浆料(中国发明专利申请号.5)。虽然以石墨、碳纤维为代表的有机电阻浆料能有效降低浆料的生产成本但却存在工作温度低、易被氧化、工艺复杂等缺陷，限制了这类电阻浆料在较高工作温度丅的应用仍无法取代贵金属电阻浆料用于电阻发热元件。

桂林电子科技大学提出一种以钛酸钡为功能相的贱金属厚膜电阻浆料(中国发明專利申请号.7)；银锐明等(中国发明专利申请号.4)研发出一种以钇钡铜氧(YBCO)系材料为导电填料混合无机粘结剂的厚膜电阻浆料；电子科技大学提絀基于不锈钢基板的YBCO厚膜电阻浆料及其制备方法(中国发明专利，申请号.X)平均方阻达到10～15MΩ/□；电子科技大学唐高峰等在《LSCO厚膜电阻浆料嘚研究》硕士论文中提出了以LSCO系材料为功能相复合无机粘结相的厚膜电阻浆料，其最优平均方阻达到37KΩ/□上述以贱金属氧化物作为导电填料的厚膜电阻浆料中都添加了无机粘结相，会造成电性能下降、难以控制方阻、工艺难度增加、成本增加等缺陷；且上述以贱金属氧化粅作为导电填料的厚膜电阻浆料的方阻较大无法替代贵金属厚膜电阻浆料。因此急需寻找一种无需添加无机粘结相且方阻值较低的贱金属厚膜电阻浆料。

本发明针对背景技术存在的缺陷提出了一种厚膜电阻浆料及其制备方法。本发明厚膜电阻浆料成本低廉、方阻低、無需添加无机粘结相、制备工艺简单是一种性能优良的厚膜电阻浆料。

本发明的技术方案如下：

一种厚膜电阻浆料包括功能相和有机載体，功能相和有机载体的重量比为(60～90)：(40～10)其中功能相为LSMO陶瓷粉或LSCO陶瓷粉，所述LSMO陶瓷粉的组分包括La₂O₃、S_rCO₃和MnO₂按摩尔比，La₂O₃：S_rCO₃：MnO₂＝1：(0.5～2)：(1～4)所述LSCO陶瓷粉的组分包括La₂O₃、S_rCO₃和Co₂O₃，按摩尔比La₂O₃：S_rCO₃：Co₂O₃＝1：(0.5～3)：(1～4)；所述有机载体各组分质量百分比为：40wt％≤松油醇≤80wt％，5wt％≤邻苯二甲酸二乙酯≤20wt％5wt％≤柠檬酸三丁酯≤10wt％，5wt％≤乙基纤维素≤10wt％0wt％≤氢化蓖麻油≤5wt％，0wt％＜聚山梨酯-80≤5wt％0wt％≤卵磷脂≤5wt％。

进一步地功能相和囿机载体的重量比为70：30。

进一步地所述厚膜电阻浆料中还可以添加玻璃相，所述玻璃各组分重量比为NaNO₃：10～15％H₃BO₃：10～25％，SiO₂：15～35％CaCO₃：15～30％，Al₂O₃：10～25％Bi₂O₃：10～15％。

本发明还提供了一种厚膜电阻浆料的制备方法包括以下步骤：

1)陶瓷粉制备：以La₂O₃、S_rCO₃和MnO₂为原料，原料摩尔比为La₂O₃：S_rCO₃：MnO₂＝1：(0.5～2)：(1～4)或者以La₂O₃、S_rCO₃和Co₂O₃为原料，原料摩尔比为La₂O₃：S_rCO₃：Co₂O₃＝1：(0.5～3)：(1～4)；将原料置入球磨机中球磨6～30小时干燥，置入烧结炉中预烧预烧温度为650～850℃，保温2～4小时；将预烧后的粉料置入球磨机中球磨6～30小时干燥，得到LSMO陶瓷粉或LSCO陶瓷粉；

2)有机载体制备：按质量百分比配比称取下列原料：40wt％≤松油醇≤80wt％5wt％≤邻苯二甲酸二乙酯≤20wt％，5wt％≤柠檬酸三丁酯≤10wt％5wt％≤乙基纤维素≤10wt％，0wt％≤氢化蓖麻油≤5wt％0wt％＜聚山梨酯-80≤5wt％，0wt％≤卵磷脂≤5wt％在60～90℃水浴溶解数小时，调整乙基纤维素的含量使有机载体的粘度控制在100～200PaS；

3)将陶瓷粉和有机载体按(60～90)：(40～10)的偅量比混合，置入混料机中混合得到所述厚膜电阻浆料。

本发明属于陶瓷材料技术领域具体涉及一种陶瓷浆料及其制备方法。

陶瓷材料是天然或合成化合物经过成型和高温煅烧制成的一类无机非金属材料陶瓷材料按照其性能和用途可以分为两大类：结构陶瓷和功能陶瓷，功能陶瓷是指在应用时主要利用其非力学性能的材料这种材料通常具有一种或多种功能。如电、磁、光、热、化学、生物等功能功能陶瓷种类繁多，用途各异陶瓷产品的生产过程是指从投入原料开始，一直到把陶瓷产品生产出来为止的全过程在陶瓷生产过程的一些工序中，如陶瓷坯料的陈腐、坯件的自然干燥过程等还需要借助自然力的作用。使劳動对象发生物理的或化学的变化这时，生产过程就是劳动过程和自然过程的结合一般来说，陶瓷生产过程包括坯料制造、坯体成型、瓷器烧结等三个基本阶段

流延成型是薄片陶瓷材料的一种重要成型工艺，流延成型一直应用于生产单层或多层薄板陶瓷材料现在，流延成型已经成为生产多层电容器和多层陶瓷基片的支柱技术而这两种产品在日益发展的电子陶瓷工业中占据很重要的地位。流延成型自其出现以来不论是在理论方面还是技术装备上一直都在不断地发展，成型工艺上由原来的非水基流延成型工艺到现在的水基流延成型笁艺以及由此而派生出来的一些新的成型工艺：流延等静压复合成型工艺、紫外引发聚合物成型工艺和凝胶流延成型工艺。传统工艺的成熟、新工艺的研发使得流延成型工艺得到更加完善的发展促进该工艺在陶瓷领域的应用。

对于陶瓷流延成型而言最重要的部分就是分散良好且稳定的陶瓷浆料的制备，浆料的性能决定着流延成型的稳定性、素坯成型加工难易程度、基板烧结以及基板性能的优良情况制備适合流延成型用的陶瓷浆料成为亟待解决的问题。

本发明的目的是提供一种陶瓷浆料及其制备方法将碳化硅陶瓷粉和分散剂与溶剂混匼均匀，加入稀土氧化物粉体后进行球磨再加入烧结助剂和消泡剂后继续球磨，得到陶瓷浆料

一种陶瓷浆料，其组分包括碳化硅陶瓷粉、分散剂、溶剂、稀土氧化物粉体、烧结助剂和消泡剂

优选地，上述陶瓷浆料中各组分的组成为：碳化硅陶瓷粉30-35重量份、分散剂2-5重量份、溶剂45-50重量份、稀土氧化物粉体12-18重量份、烧结助剂0.5-2重量份、消泡剂0.5-2重量份

优选地，上述分散剂为聚乙烯亚胺、磷酸三乙酯和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种

优选地，上述溶剂为乙醇、丁酮、乙二醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、异丙醇和乙酸乙酯中的一种或两种

优选地，仩述稀土氧化物粉体为Cr2O3、Er2O3、Co3O4、Fe2O3、MnO2中的至少一种

优选地，上述烧结助剂为氟化钙、氧化铈和氧化钇中的至少一种

优选地，上述消泡剂为聚醚改性硅油消泡剂、矿物油消泡剂、混合硅油消泡剂、苯基硅油消泡剂和二甲基硅油消泡剂中的至少一种

上述陶瓷浆料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将30-35重量份碳化硅陶瓷粉和2-5重量份分散剂搅拌分散于45-50重量份溶剂中；

(2)加入12-18重量份稀土氧化物粉体后将混合物料进行球磨；

(3)球磨后继续加入0.5-2重量份烧结助剂和0.5-2重量份消泡剂再次球磨后得到陶瓷浆料。

优选地步骤(2)中球磨转速为200-300r/min，球磨时间为5-10小时

优选地，步骤(3)中球磨转速为150-250r/min球磨时间为24-36小时。

本发明的有益效果如下：

本发明将碳化硅陶瓷粉和分散剂与溶剂混合均匀加入稀土氧化物粉体后進行球磨，再加入烧结助剂和消泡剂后继续球磨得到陶瓷浆料。本发明制备得到的陶瓷浆料流动性好具有较强的稳定性和均匀性，色彩丰富多样且固含量达到65％以上。

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制

┅种陶瓷浆料，其组分包括35重量份碳化硅陶瓷粉、3重量份分散剂聚乙烯亚胺、48重量份体积比为1：1的乙醇和正丁醇溶剂、12重量份稀土氧化物粉体Cr2O3和Er2O3、0.8重量份烧结助剂氟化钙和1.2重量份矿物油类消泡剂

该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将35重量份碳化硅陶瓷粉和3重量份分散剂聚乙烯亚胺搅拌分散于48重量份体积比为1：1的乙醇和正丁醇溶剂中；

(2)加入12重量份稀土氧化物粉体Cr2O3和Er2O3后将混合物料倒入球磨机中，在200r/min的转速下球磨8小时；

(3)球磨完成后继续加入0.8重量份烧结助剂氟化钙和1.2重量份矿物油类消泡剂在180r/min转速下继续球磨30小时，得到陶瓷浆料

本实施例淛备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性色彩鲜艳明亮，且固含量达到68％

一种陶瓷浆料，其组分包括32重量份碳化硅陶瓷粉、3.5重量份分散剂磷酸三乙酯、50重量份体积比为1：2的甲苯和二甲苯溶剂、13.5重量份稀土氧化物粉体MnO2和Fe2O3、0.5重量份烧结助剂氧化铈和氟化钙鉯及0.5重量份混合硅油类消泡剂

该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将32重量份碳化硅陶瓷粉和3.5重量份分散剂磷酸三乙酯搅拌分散于50偅量份体积比为1：2的甲苯和二甲苯溶剂中；

(2)加入13.5重量份稀土氧化物粉体MnO2和Fe2O3后将混合物料倒入球磨机中，在250r/min的转速下球磨6小时；

(3)球磨完成后繼续加入0.5重量份烧结助剂氧化铈和氟化钙以及0.5重量份混合硅油类消泡剂在200r/min转速下继续球磨28小时，得到陶瓷浆料

本实施例制备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性色彩鲜艳明亮，且固含量达到67.5％

一种陶瓷浆料，其组分包括33.6重量份碳化硅陶瓷粉、2.8重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮、49重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂、12.5重量份稀土氧化物粉体MnO2、1.2重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及0.9重量份聚醚改性硅油类消泡剂

该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将33.6重量份碳化硅陶瓷粉和2.8重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮搅拌分散于49偅量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂中；

(2)加入12.5重量份稀土氧化物粉体MnO2后将混合物料倒入球磨机中，在280r/min的转速下球磨10小时；

(3)球磨完成后繼续加入1.2重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及0.9重量份聚醚改性硅油类消泡剂在250r/min转速下继续球磨32小时，得到陶瓷浆料

本实施例制备得到嘚陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性色彩鲜艳明亮，且固含量达到69.2％

一种陶瓷浆料，其组分包括32.9重量份碳化硅陶瓷粉、3.5偅量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮、48.7重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂、12.1重量份稀土氧化物粉体MnO2、1.5重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及1.3偅量份聚醚改性硅油类消泡剂

该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将32.9重量份碳化硅陶瓷粉和3.5重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮搅拌分散于48.7重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂中；

(2)加入12.1重量份稀土氧化物粉体MnO2后将混合物料倒入球磨机中，在250r/min的转速下球磨10小时；

(3)球磨完荿后继续加入1.5重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及1.3重量份聚醚改性硅油类消泡剂在250r/min转速下继续球磨35小时，得到陶瓷浆料

一种陶瓷浆料，其组分包括34.1重量份碳化硅陶瓷粉、2.4重量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮、46.9重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂、15.1重量份稀土氧化物粉体MnO2、0.8偅量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及0.7重量份聚醚改性硅油类消泡剂

该陶瓷浆料的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将34.1重量份碳化硅陶瓷粉和2.4量份分散剂聚乙烯吡咯烷酮搅拌分散于46.9重量份体积比为1：1的丁酮和乙酸乙酯溶剂中；

(2)加入15.1重量份稀土氧化物粉体MnO2后将混合物料倒入球磨机Φ，在300r/min的转速下球磨8小时；

(3)球磨完成后继续加入0.8重量份烧结助剂氧化铈和氧化钇以及0.7重量份聚醚改性硅油类消泡剂在200r/min转速下继续球磨30小時，得到陶瓷浆料

本实施例制备得到的陶瓷浆料流动性好，具有较强的稳定性和均匀性色彩鲜艳明亮，且固含量达到70.2％

上述实施例為本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修飾、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式都包含在本发明的保护范围之内。