Состав керамического шликера

Заготовкой для изготовления многослойной керамической платы (МКП) служит керамическая пленка, полученная из шликера обычным литьем.

Керамический шликер (густая тестообразная масса из смеси тонкоразмолотых исходных материалов) для изготовления пленки должен состоять, в основном, из следующих компонентов:

- минеральной части, которая после обжига образует керамическое тело;

- связки, удерживающей после изготовления пленки частицы минеральной части;

- растворителя, который, растворяя связку, способствует равномерному распределению минеральных частиц в объеме связки.

Кроме того, в зависимости от способа получения пленки в состав шликера вводят дополнительные компоненты, например, пластификатор, обеспечивающий эластичность пленки после удаления из нее растворителя, что неизбежно происходит в период сушки пленки.

Для улучшения гомогенности системы “твердое тело – жидкость” в состав шликера добавляют поверхностно-активное вещество (ПАВ).

Минеральная составляющая шликера состоит из керамического материала марки ВК94-1, который (согласно ОСТ 11.027.018) содержит: – 94,4%; – 2,8%; – 2,3%; – 0,5%.

В качестве связки используют: ацетат целлюлозы, полиакрилат, полиметилметакрилат, поливинилбутираль, акрилин “Б” и др.

Учитывая многолетний опыт производства многослойных керамических корпусов, в качестве связки целесообразно использовать поливинилбутираль марки “ПШ-1” (по ГОСТ 9432), который обладает лучшими пленкообразующими свойствами. При нормальных условиях поливинилбутираль представляет собой твердое тело, поэтому перед применением его растворяют в растворителе.

В качестве растворителей обычно применяются спирты. Чаще других используют этиловый спирт (ГОСТ 17299), который хорошо растворяет поливинилбутираль и другие органические добавки и способствует лучшей смачиваемости связкой и ПАВ частиц минеральной части шликера.

Помимо этилового спирта одновременно в керамический шликер вводят и трихлорэтилен (ГОСТ 9976). Он выполняет роль разбавителя уже готового раствора поливинилбутираля в спирте.

Следует помнить, что трихлорэтилен токсичен. Предельно допустимая его концентрация в воздухе – 10 мг/м³. Это бесцветная, летучая, негорючая жидкость в диапазоне рабочих температур.

Для обеспечения пластичности керамической пленки в органическую часть шликера вводится пластификатор. При этом материал пластификатора должен хорошо сочетаться с другими органическими компонентами, т.е. образовывать с ними устойчивые композиции и обладать малой летучестью в системе “поливинилбутираль-пластификатор”.

Обычно в качестве пластификатора используют дибутилфталат марки “Ч” (ГОСТ 2192), представляющий собой при комнатной температуре бесцветную маслянистую жидкость. Можно применять также и марку “технический” (ГОСТ 8728 Е). Эти марки дибутилфталата обладают малой летучестью и высокими пластифицирующими свойствами, снижают сцепление отлитой пленки с лентой – носителем.

Назначение ПАВ состоит в удержании диспергированных частиц во взвешенном состоянии, при этом увеличивается стабильность суспензии шликера. После удаления растворителя ПАВ способно увеличивать адгезию связки и минеральных частиц, чем может значительно снижать количество связки в составе шликера, а значит - пористость и коэффициент усадки керамической заготовки.

В качестве ПАВ используют полиоксиэтилен – алкиламид, получаемый оксиэтилированием амидов, выпускаемый под торговой маркой “Синтамид-5” (ТУ 6-02-640). Так как “Синтамид-5” содержит до 7% воды, его введение в шликер осуществляют в виде спиртового раствора. Этиловый спирт при этом выступает в роли растворителя ПАВ и локализатора воды, обеспечивая хорошее смачивание ПАВ частиц минеральной части.