Устройство для обжига тонких керамических плат

Устройство для обжига тонких керамических плат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к производству керамических изделий, преимущественно для получения тонких (1,0- 0,1 мм) керамических плат. Целью изобретения является повышение качества обжигаемых плат путем предотвращения их деформации в процессе обжига. Устройство содержит основание 1, верхнюю и нижнюю прижимную пластины 3 и 4 и плоскую рамку 5, изготовленную из необожженного материала платы и помещенную между верхней и нижней пластинами. Внутренний периметр рамки совпадает с периметром обжигаемой платы. Обе прижимные пластины имеют равномерную по площади перфорацию, а нижняя прижимная пластина размещена на основании, имеющим выступы высотой не меньше толщины прижимной пластины. Прижимные пластины 3 и 4 препятствуют деформации платы, а наличие перфорации в них и введение рамки устраняет влияние различия в скоростях удаления связки с поверхностей платы и с ее торцов. 1 ил. В (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (би 4 Р 27 D 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ф ;р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1„

Н А ВТОРСКОМ ./ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«, : Р у с ф;л. (21) 4147919/29-33 (22) 17. 11.86 (46) 30.04.88. Бюл. ¹ 16 (71) Московский авиационный технологический институт им. К.3. Циолковского (72) В.Н. Черняев, Б.Д. Анчипаловский, В.М. Марусев, Н.Н. Остроухов, Г.А. Фомина и Д.А. Иванов (53) 666.3.04 1(088.8) (56) Патент Франции ¹ 1564260, кл. С 04 В, 1968.

Заявка Японии ¹ 55-90475, кл. С 04 В 35/64, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЖИГА ТОНКИХ

КЕРАМИЧЕСКИХ ПЛАТ (57) Изобретение относится к производству керамических изделий, преимущественно для получения тонких (1,00,1 мм) керамических плат. Целью изобретения является повышение качества обжигаемых плат путем предотвращения их деформации в процессе обжига. Устройство содержит основание 1, верхнюю и нижнюю прижимную пластины 3 и

4 и плоскую рамку 5, изготовленную из необожженного материала платы и помещенную между верхней и нижней пластинами. Внутренний периметр рамки совпадает с периметром обжигаемой платы. Обе прижимные пластины имеют равномерную по площади перфорацию, а нижняя прижимная пластина размещена на основании, имеющим выступы высотой не меньше толщины прижимной пластины. Прижимные пластины 3 и 4 препятствуют деформации платы, а наличие перфорации в них и введение рамки устраняет влияние различия в скоростях удаления связки с поверхно— стей платы и с ее торцов. 1 ил.

1392322

Изобретение относится к производ;ству керамических изделий, преимущественно для получения тонких (1,0

+ О, 1 мм) керамических плат.

Цель изобретения — повышение ка— чества обжигаемых плат путем предотвращения их деформации в процессе обжига.

На чертеже представлена схема уст- Ip ройства.

Устройство содержит основание 1, с выступами 2, верхнюю и нижнюю прижимные пластины 3 и 4, рамку 5. Ос-! ! нование 1 с выступами 2 предназначе,, но для размещения системы прижимные !

,пластины — рамка — плата и обеспече-!, ния беспрепятственного выхода газо; образных продуктов распада связки,, удаляющихся через нижнюю прижимную ! пластину. Основание должно выдерживать без существенных деформаций ! нагрев в пределах всего интервала тем-! ператур обжига. Такое требование удовлетворяется, например, если основание выполнено из тугоплавких метал— лов (вольфрама, тантала и т.д.) или из керамики, имеющей температуру обжига выше, чем обрабатываемая плата.

Форма и расположение выступов 2 должны обеспечивать беспрепятственный выход через нижнюю прижимную пластину газообразных продуктов распада связки. Это условие выполняется, если высота выступов не меньше толщины нижней прижимной пластины, выступы

35 не совпадают с отверстиями в ней, а их суммарная площадь поперечного сечения много меньше площади обжигаемой платы.

Прижимные пластины 3 и 4 предназначены для предотвращения деформации обжигаемых плат. Поэтому они должны, с одной стороны, не деформируясь выдерживать усилия действующие на них 45 со стороны обжигаемой платы, а с другой, обеспечивать равномерное по всей площади удаление продуктов распада связки. Оба эти требования выпол. нимы на практике подбором материала, толщины пластин и геометрии перфорационных отверстий. Действительно, при выполнении прижимных пластин, например из керамики, прочность которой не ниже прочности обжигаемой платы, прижимные пластины не разрушаются, если их толщина превышает толщину обжигаемой платы. Равномерное удаление продуктов распада обеспечивается наличием перфорационных отверстий, Относительная площадь перфораций по крайней мере в 5 раз превышает отношение зазора между соприкасающимися поверхностями пластин и платы к толщине платы и выбирается с учетом кон— структивных соображений и механической прочности пластин. Длина и ширина прижимных пластин равны соответствующим размерам рамки 5.

Рамка 5 предназначена для умень— шения скорости ухода газообразных продуктов разложения связки с торцов обжигаемой платы по всему периметру последней. Поэтому ее толщина равна толщине обжигаемой платы, она выпол— нена из необожженного материала платы, а ширина ее поперечного сечения больше, либо равна учетверенной толщине обжигаемой платы.

Устройство работает следующим образом.

Прижимные пластины 3 и 4 препятствуют деформации обрабатываемой платы простым механическим противодействием возникающим напряжениям. Кроме того, наличие перфорации и введе— ние рамки 5 позволяют уменьшить, а в предельном случае, устранить вредное влияние различия в скоростях удаления связки с поверхностей платы и ее торцов.

Действительно, при использовании сплошных пластин (и при отсутствии рамки) продукты распада связки удаляются с торцов беспрепятственно, а их удаление с боковых поверхностей затруднено. Несложно показать, что отношение удельных расходов газовых потоков продуктов распада с боковых и торцовых поверхностей оценивается величиной Я

Yi 163

Р (z где М вЂ” удельный расход с боковых

5 поверхностей;

II — удельный расход t: торцов платы;

Р— периметр платы; — зазор между прижимной пластиной и платой;

1- объемная доля связки в плате.

Б случае использования перфорированных пластин расход с боковых по— верхностей увеличивается. Использование рамки 5 уменьшает скорость ухода связки через торцы. Такое умень—

1392322 шение происходит по двум причинам: во-первых, рамка уменьшает площадь сечения, через которое могут проходить продукты распада связки; во-вторых, при изготовлении ее из сырого материала платы рамка сама является дополнительным источником потока про— дуктов распада связки, попадающего в зазор между платой и рамкой. Таким 10 образом, по всему периметру платы создается повышенное давление продуктов распада связки, что замедляет удаление связки с торцов платы.

Для того, чтобы уход связки с тор в 15 цов платы был пренебрежимо мал по сравнению с уходом через боковые поверхности необходимо выполнение условия (2) 20 где P — относительная доля площади отверстий в прижимных пластинах; — зазор между платой и рамкой;

Ъ вЂ” толщина платы.

Как показывают эксперименты, при

4Р деформация платы по периметру не превышает 10Z ее толщины, что вполне приемлемо для практики. 30

Поскольку уход связки через торцы происходит лишь в ограниченный период времени, можно использовать рамку со сравнительно небольшой шириной поперечных сечений. Действительно, с участков платы, удаленных от края на расстоянии порядка двух толщин платы, уход связки через торцы маловероятен.

Поскольку в процессе сушки рамки связка из нее уходит как в сторону платы, так и вовне, в предлагаемом устройстве используется рамка, ширина сечения которой равна учетверенной толщине платы.

Для беспрепятственного выхода 45 процуктов распада связки через отверстия нижней прижимной пластины 4, между последней и основанием 1 необ— ходим зазор. Этот зазор обеспечивается тем, что пластина 4 располагается на выступах 2 основания 1. Высота выступов осчования больше, либо равна толщине обрабатываемых плат, а их суммарное поперечное сечение мно-го меньше площаци платы. Оба указан— ных условия выполнимы на практике.

Требования к расположению перфорационных отверстий и выполнению выступов 2 основания 1 следующие.

Во избежание существенной неравно— мерности ухода связки из участков платы, расположенных под отверстия;.и и между ними, необходимо, чтобы диаметр отверстия d и расстояние между ними L удовлетворяли условию (3) .

При (= 1 (при (= 0,03) из (3) следует т

L = d(d+b) .

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными обу— словлены большей равномерностью скорости удаления связки на всей площади обжигаемой платы. Действительно, при отсутствии перфорации прижимных пла— стин, скорость удаления связки изпод пластин резко уменьшается, в частности, оказывается много меньше, чем скорость удаления связки с торцов при отсутствии рамки, как это выполнено в прототипе. Поэтому в известных устройствах скорости удаления связки в центральных и периферийных областях платы резко различаются, что приводит к деформации платы. Использование перфорированных пластин и рамки в предлагаемом устройстве уменьшает различие в скоростях удаления связки в различных участках платы, а в пре— деле обеспечивает равномерность, что предотвращает деформацию плат.

Пример. Для проверки работоспособности предлагаемого устройства проводят эксперименты по обжигу плат из керамики BK — 94-1 размером 70х55х х0, 1 мм. Схема устройства соответствует фиг.1. На керамическое основание 1, изготовленное методом горячего прессования, помещается нижняя прижимная пластина 4 из материала

ВК вЂ” 94-1. На пластине располагается обжигаемая плата. Вокруг платы располагается рамка 5 из материала ВК-94-1 с поперечным сечением Зх0,1 мм. На плату с рамкой помещают верхнюю прижимную пластину 3. Верхняя и нижняя прижимные пластины, имеющие размер

76х61х1 мм, выполнены с равномерно .расположенными по площади отверстиями диаметром 2,0 мм в количестве

80 шт. Выступы 2 на керамическом основании 1 имеют высоту 2 мм. Полученные в результате обжига платы имеют

1392322

Вид Неплоскостность устройства плат, мм

Выход годных плат, X

Прототип 0,2-1,0

Предлагаемое

О, 1-0,3

Составитель Л. Мацук

Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Редактор И. Касарда

1801/41

Тираж 560 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 неплоскостность 0,1-0,3 мм. Кроме того, сравнивают образцы, полученные с помощью предлагаемого устройства и устройства-прототипа. Результаты при5 видены в таблице.

Как видно из таблицы, платы, изготовленные с использованием предлагаемого устройства, имеют неплоскостность по крайней мере в 2-3 раза мень-10 шую, а выход годных в 3-4 раза больший по сравнению с платами, изготовленными с использованием устройствап1фототипа.

Формула изобретения

Устройство для обжига тонких кера1 ческих плат содержащее основание

Э и; верхнюю прижимную пластину, о т лич ающе е с я тем, что, с целью повышения качества обжигаемых плат пУтем предотвращения их деформации в,процессе обжига, оно снабжено нижней прижимной пластиной и плоской рамкой, изготовленной из необожженного материала платы и помещенной между вЕрхней и нижней пластинами, внутренннй периметр которой совпадает с наружным периметром обжигаемой платы, а толщина равна толщине обжигаемой платы, ширина поперечных сечений рамки больше, либо равна учетверенной толщине обжигаемой платы, длина и ширина прижимных пластин равна соответствующим размерам рамки, обе прижимные пластины имеют равномерную по площади перфорацию, относительная площадь которой в К раз превышает отношение зазора между соприкасающимися поверхностями пластин и платы к толщине платы, где К 5, нижняя прижимная пластина размещена на основании, которое имеет выступы высотой не меньше толщины прижимной пластины.