隔离垫片和坯块组件的制作方法

1.本技术涉及陶瓷技术领域，特别是涉及隔离垫片和坯块组件。


背景技术：

2.目前，陶瓷块的制备过程一般包括配料、压制成坯块、坯块烧结等过程。在坯块烧结时，烧结炉内能够容纳的坯块数量相当少，从而每个烧结炉烧结得到的陶瓷块的数量太少，并且烧结所耗时间也相当长，导致陶瓷块烧结的产能过低。


技术实现要素：

3.本技术提供隔离垫片和坯块组件，提高烧结炉内能够容纳的坯块数量，以提高陶瓷块烧结的产能。
4.为达到上述目的，本技术提供一种隔离垫片，该隔离垫片用于分隔坯块组中相邻两层坯块，且用于与相邻两层坯块相接触；
5.隔离垫片采用耐高温材质制成，耐高温材质在坯块的烧结温度下不变形。
6.其中，隔离垫片包括平整且相互平行的相对两表面。
7.其中，相对两表面之间的距离为0.5mm
‑
6mm，相对两表面中每一表面的面积为30mm2‑
45mm2。
8.其中，耐高温材质选自氧化铝、氧化锆和氧化硅；或，
9.隔离垫片的形状为圆形或方形。
10.其中，隔离垫片开设有排气通道。
11.其中，隔离垫片采用隔离砂和粘结剂混合而成。
12.其中，隔离垫片包括垫片本体和设置于垫片本体外边缘的翻边；
13.垫片本体和翻边构成腔体，腔体用于容置坯块的至少部分。
14.其中，垫片本体的面积为30mm2‑
45mm2，翻边的高度为2mm
‑
30mm。
15.为达到上述目的，本技术提供一种坯块组件，该坯块组件包括支撑板和至少一个坯块组；
16.至少一个坯块组设置于支撑板上，每个坯块组包括多层坯块和设置在相邻两层坯块之间的隔离垫片，且隔离垫片与相邻两层坯块相接触。
17.其中，坯块组件包括站放的坯块和多个坯块组，其中，站放的坯块为以非最大面积表面与支撑板接触的坯块；
18.至少一个站放的坯块设置在任意相邻的两个坯块组之间。
19.本技术的隔离垫片作为堆叠的坯块组中分隔相邻两层坯块的隔离物，可以避免烧结时堆叠的坯块粘结在一起，可以提高每个烧结炉内可容纳的坯块的数量，从而提高陶瓷块烧结的产能；并且隔离垫片由耐高温材质制成，这样隔离垫片在坯块组的烧结温度下不会变形，可以避免隔离垫片变形导致与隔离垫片相接触的两个陶瓷块变形，以保证烧结得到的陶瓷块的产品性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本技术陶瓷块的烧结方法一实施方式的流程示意图；
22.图2是本技术陶瓷块的烧结方法中坯块堆叠的示意图；
23.图3为本技术两个支撑板堆叠的示意图；
24.图4是本技术坯块组件一实施方式的分解示意图；
25.图5为本技术隔离垫片一实施方式的结构示意图；
26.图6为本技术隔离垫片另一实施方式的结构示意图；
27.图7是本技术陶瓷块的烧结方法另一实施方式的流程示意图；
28.图8是本技术陶瓷块的烧结方法中坯块的摆放方式示意图；
29.图9是本技术陶瓷块的烧结方法中坯块排列一实施方式的示意图；
30.图10是本技术陶瓷块的烧结方法中坯块排列另一实施方式的示意图；
31.图11是本技术坯块组件一实施方式的立体结构示意图。
具体实施方式
32.为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本技术所提供的隔离垫片和坯块组件做进一步详细描述。
33.本技术隔离垫片和坯块组件可以应用到介质谐振器的制备过程中，当然不限于此。介质谐振器的制备过程主要包括配置粉料、压制成型、烧结、金属化、制电极、sma贴片以及调试等步骤。
34.粉料压制成坯块，坯块需要经过高温烧结，形成性质符合要求的陶瓷块。一般而言，烧结时烧结支撑板上摆放的是单层坯块，导致每个烧结炉能够容纳的坯块数量相当少，即每个烧结炉烧结产品数量太少。因为支撑板变形会导致摆放在上的陶瓷块产品随着变形，使得烧结的陶瓷块不合格，并且由于烧结温度的关系，支撑板不仅要能耐变形，还要耐高温，因此支撑板的厚度就比较厚，这就导致坯块的厚度不及支撑板厚度的三分之一，从而支撑板会带走大量的能量，造成能量大量浪费。通过本技术的陶瓷块的烧结方法则可增加每个烧结炉烧结的陶瓷块的数量，并且避免能量大量浪费。
35.在第一方面，本技术通过在一个支撑板1上堆叠多层坯块2，以增加每个支撑板1上放置的坯块2的数量，进而增加每个烧结炉内可以容纳的坯块2的数量，并且使每个支撑板1上放置的坯块2的总体积与每个支撑板1的总体积的比例增加，使得支撑板1带走的能量相对减少，避免了能量的大量浪费。进一步地，为避免烧结时堆叠的坯块2粘结在一起，本技术通过隔离垫片3将堆叠的坯块2中相邻两层坯块2分隔开，并且隔离垫片3不会散落到坯块2的内腔中，以保证烧结得到的陶瓷块的产品性能。
36.具体请参阅图1，图1是本技术陶瓷块的烧结方法一实施方式的流程示意图。本实施方式陶瓷块的烧结方法包括以下步骤。
37.s110：提供多个坯块。
38.其中，本技术的坯块2为陶瓷块烧结前的中间体。
39.可以通过配料得到陶瓷粉料，接着将陶瓷粉料压制成型得到坯块2。
40.可以理解的是，本技术的坯块2的形状不限于长方体，也可为圆柱体或梯台状等。
41.s120：将至少部分坯块进行堆叠，并且在相邻的两层坯块之间设置有隔离垫片，以形成坯块组。
42.在提供多个坯块2后，可以将至少部分坯块2进行堆叠，以形成至少一个坯块组，以提高每个烧结炉内可容纳的坯块2的数量，并且通过在相邻的两层坯块2之间设置隔离垫片3，使得坯块2可以分离开，烧结时坯块2不会粘结在一起，以保证烧结得到的陶瓷块的产品性能。并且本技术的隔离垫片3在坯块组的烧结温度下不会变形，这样可以避免隔离垫片3变形导致与隔离垫片3相接触的两个陶瓷块变形。
43.在将至少部分坯块2进行堆叠的过程中，可以在下层坯块2上设置隔离垫片3以通过隔离垫片3将下层坯块2和相邻的上层坯块2分隔开。示例性地，如图2所示，将至少部分坯块2进行堆叠的步骤，可以包括：a
‑
先在支撑板1上放置一层坯块2；d
‑
然后在这一层坯块2上设置隔离垫片3；c
‑
继而在隔离垫片3上在布置一层坯块2；反复执行步骤b和步骤c，以得到多层坯块2堆叠的坯块组。可以理解的是，一层坯块2可以表示一个或多个坯块2。假设一层坯块2表示一个坯块2，通过前述的坯块2的堆叠方法可以堆叠出一个坯块组，反复执行前述的坯块2的堆叠方法，可以在支撑板1上堆叠出多个坯块组。假设一层坯块2表示多个坯块2，通过前述的坯块2的堆叠方法可以堆叠出多个坯块组，也可以反复执行前述的坯块2的堆叠方法，以增加支撑板1上堆叠的坯块组数量。
44.可选地，每个坯块组的多个坯块2的形状和尺寸可以相同。在其他实现方式中，每个坯块组的多个坯块2的形状和尺寸也可以不相同。
45.另外，每个坯块组中多个坯块2形状和尺寸相同时，每个坯块组中多个坯块2在支撑板1上的正投影可以相同，可以减少坯块组倒塌的可能性。当然，多个坯块2也可以向一个方向倾斜堆叠成一个坯块组，或者可以以交错堆叠的方式将多个坯块2堆叠成一个坯块组。
46.每个坯块组中坯块2的层数可以为2
‑
20。若坯块组中坯块2的层数过多，会使得坯块组中与支撑板1靠近的几层坯块2受到的压力过大而产生微量形变，并且可能会增加坯块组倒塌的可能性。若坯块组中坯块2的层数过少，不能够明显增加烧结炉内能够容纳的坯块2数量，无法有效地提升产能。
47.进一步地，沿从下到上的方向，至少一个坯块组中各层隔离垫片3与其相连的坯块2的总接触面积可以逐渐变小，可以提高至少一个坯块组的稳定性，并且使靠近支撑板1的坯块2受力更加均衡，以减少上层坯块2对下层坯块2的影响，避免最下方的坯块2因受力不均导致形变。
48.s130：对坯块组进行烧结。
49.对坯块2进行堆叠后，可以将堆叠形成的坯块组送入烧结炉中，使坯块组在烧结温度下进行烧结。
50.其中，烧结温度可以在1100℃以上。可选地，烧结温度可以为1300℃。烧结温度可以根据实际情况进行调节。
51.本技术烧结炉的炉体内壁可以设有加热棒或导热板，这样可以实现环形加热，使炉体内温场稳定。另外，炉体内还可以设置至少一根竖直加热棒，且竖直加热棒可以穿过炉
体内的至少一层支撑板1上开设的通孔，使得温场稳定。当然炉体内还可以设置至少一排水平加热棒，且至少部分水平加热棒设置在相邻两层支撑板1之间，这样加热棒在炉体内形成分布在不同位置的热源，可提高对坯块2的加热效率和加热均匀性，且有利于对炉体内温度进行调节控制。
52.可选地，在步骤s130之前，可以先将支撑板1放置到炉门上，然后执行步骤s120以在支撑板1上布置坯块2；支撑板1和坯块2布置完毕后，可以将炉门移动到炉体处，以实现送料入炉。另外，还可以在炉门上的支撑板1和坯块2布置完毕后，将炉体移动到炉门处，以实现送料入炉，以避免移动炉门而导致炉门上的坯块2发生位移。具体地，可以通过油缸、气缸或电机等驱动装置实现炉门或炉体的移动。
53.进一步地，炉门可以设置在炉体的正下方，通过将炉门竖直往上移动，或将炉体竖直往下移动，就可实现炉门与炉体的紧密贴合；并且通过将炉门竖直往下移动，或将炉体竖直往上移动，就可实现炉门与炉体的分离。
54.除了通过将支撑板1和坯块2布置在炉门上，移动炉门或炉体实现送料入炉的方案外，还可以通过人工搬运的方式将支撑板1及其上布置的坯块2放置到烧结炉中。
55.在本实施方式中，在烧结炉内腔大到可以布置多层支撑板1时，可以堆叠多层支撑板1，并且在堆叠多层支撑板1的过程中，可以按照步骤s120在每一层支撑板1上布置坯块2。
56.为了保证相邻两层支撑板1之间存在容纳坯块2的空间，并且上层支撑板1可以稳定地放置到相邻下层支撑板1上，可以在支撑板1的下端面设置有支撑柱11，或者在支撑板1的上端面设有支撑柱11。例如，如图3所示，可以在支撑板1的下端面的四个拐角处设有支撑柱11。进一步地，为了提高支撑板1的稳定性，可以增加支撑板1上设置的支撑柱11的数量，例如，可以在支撑板1的下端面的中心位置处增设支撑柱11。
57.如果支撑板1上设置的多个支撑柱11高度不一致或者炉门倾斜，可能会导致支撑板1倾斜，此时可以在部分支撑柱11处撒隔离砂，以保证支撑板1不倾斜。
58.另外，因为支撑板1变形或支撑板1表面不平整，可能会导致摆放在支撑板1上的陶瓷块产品随之变形，使得烧结的陶瓷块不合格，为了解决上述问题，可以在支撑板1上布置坯块2前，将隔离砂撒到支撑板1上端面上，然后将支撑板1上的隔离砂刮平，以保证支撑板1的上端面平整。
59.s140：对烧结后的坯块组进行分离，获得陶瓷块。
60.因为本技术通过隔离垫片3将相邻两层坯块2分隔开，使得相邻两层坯块2不会粘结，且坯块2和隔离垫片3也不会粘结，对坯块组进行烧结后，可以从烧结后的坯块组中轻松地取出陶瓷块。
61.在本实施方式中，将至少部分坯块2进行堆叠，以形成至少一个坯块组，以提高每个烧结炉内可容纳的坯块2的数量，从而提高陶瓷块烧结的产能，并且通过在相邻的两层坯块2之间设置隔离垫片3，使得坯块2可以分离开，烧结时坯块2不会粘结在一起，并且本技术的隔离垫片3在坯块组的烧结温度下不会变形，这样可以避免隔离垫片3变形导致与隔离垫片3相接触的两个陶瓷块变形，以保证烧结得到的陶瓷块的产品性能。
62.本技术可以采用任意种类的隔离垫片3，只要隔离垫片3可以将坯块组中相邻两层坯块2分隔开，且与相邻两层坯块2接触，并具有在坯块2的烧结温度下不变形的性质即可。例如可以采用下述三种实现方式的隔离垫片3。
63.在一实现方式中，隔离垫片3采用隔离砂和粘结剂混合而成，这样通过粘结剂将隔离砂粘结在一起，可以按照人为需求将隔离垫片3固定地设置在需要的位置而不散开，以保证隔离砂在坯块组进入烧结炉前不会散落到坯块2的内腔中，从而避免隔离砂滑落到内腔中导致隔离砂粘结在陶瓷片的内腔中而无法清除，进而提高烧结得到的陶瓷块的良率。
64.可选地，可以通过点胶工艺将隔离垫片3设置在下层坯块2的表面上，以通过点设在下层坯块2上的隔离垫片3将下层坯块2和相邻的上层坯块2分隔开。
65.本技术的粘结剂不受限制，只要粘结剂具有将易分散的隔离砂粘结在一起的功能即可。可选地，粘结剂可以为聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸、洗洁精中的胶状组成成分或凝胶等。
66.可以理解的是，隔离垫片3中粘结剂与隔离砂的质量比例为8:1～20:1，例如可为15:1。若过少，粘结剂无法将分散的隔离砂粘结在一起；若过多，隔离垫片3的流动性太大，可能会导致粘结剂带动着隔离砂流入到坯块2的内腔中。
67.在另一实现方式中，隔离垫片3可以是采用耐高温材质制成的片状结构。耐高温材质在坯体的烧结温度下不变形。
68.耐高温材质可选自氧化铝、氧化锆和氧化硅等。
69.隔离垫片3的形状可不受限制，例如圆形，方形或六边形等。
70.可以理解的是，隔离垫片3与相邻两层坯块2接触的两表面平整，即隔离垫片3可包括平整的相对两表面，避免隔离垫片3表面上的尖锐部分会戳到与其相邻的坯块2上导致坯块2发生形变。
71.进一步地，隔离垫片3与其相邻两层坯块2接触的两表面可以相互平行，从而与隔离垫片3相接触的两层坯块2也会相互平行，便于坯块2堆叠。
72.其中，隔离垫片3的厚度可为0.5mm
‑
6mm，例如可为1mm。隔离垫片3与其相邻两层坯块2接触的两表面中每一表面的面积为1mm2‑
60mm2，例如可为40mm2。
73.其中，隔离垫片的上表面和下表面的面积可以相等，或可以大致相等，当然不限于此。
74.进一步地，隔离垫片3的上表面的面积可以小于坯块2的上表面的面积。此时，为了保证坯块组中上层坯块2可以稳定地放置在隔离垫片3上，可以增加上层坯块2和相邻的下层坯块2之间设置的隔离垫片3的数量，以增加支撑点数量。例如，如图4所示，可以在相邻的下层坯块2上中心位置和四个角落均放置有隔离垫片3。在其他实现方式中，也可以通过调整隔离垫片3在相邻的下层坯块2上放置的位置，以保证上层坯块2受力平衡，从而使上层坯块2可以稳定地放置在隔离垫片3上，例如，可以仅在与上层坯块2相邻的下层坯块2上的中心位置上放置隔离垫片3。
75.当然在其他实现方式中，隔离垫片3上表面的面积可以大于或等于坯块2上表面的面积，隔离垫片3甚至可以作为两个或更多个坯块组中相邻两层坯块2之间的隔离垫片3。优选地，隔离垫片3上表面的面积略大于或等于坯块2上表面的面积时，隔离垫片3在支撑板1上的正投影可以全部覆盖与隔离垫片3相连的两个坯块2在支撑板1上的正投影，这样与隔离垫片3相接触的两个坯块2各个位置可以受力均衡。进一步地，隔离垫片3的形状和坯块2的形状可以一致，可以减少隔离垫片3的尺寸。
76.可选地，隔离垫片3还可开设有与外界环境连通的排气通道31，且排气通道31一端朝向坯块2，以使坯块2烧结时排出的气体可通过排气通道31流入到外界环境中。如图5所
示，排气通道31可为隔离垫片3上开设的凹槽，当然也可以为隔离垫片3上开设的通孔。
77.在又一实现方式中，如图6所示，隔离垫片3可以包括垫片本体32和设置于垫片本体32外边缘的翻边34，垫片本体32和翻边34构成腔体33，腔体33用于容置坯块2的至少部分，不仅可以通过隔离垫片3将上下相邻两层坯块2分隔开，还可以通过隔离垫片3将左右相邻的两个坯块2分隔开，可以减少相邻的坯块组之间的间隔。
78.垫片本体32的形状和尺寸等可以参见上一实现方式中的隔离垫片3的描述，在此不做赘述。
79.翻边34的材质可选自氧化铝、氧化锆和氧化硅等。
80.其中，翻边34的高度可为2mm
‑
30mm，例如可为25mm。翻边34的高度可以小于或等于坯块2的高度，以增加坯块组的稳定性，以在坯块组总高限定的情况下可以尽量增加坯块组中坯块2的层数。当然，在其他实现方式中，翻边34的高度可以大于坯块2的高度。
81.可选地，翻边34的内壁平整，以避免翻边34内壁的尖锐部分会戳到腔体33内的坯块2导致坯块2发生形变。
82.在第二方面，本技术通过将坯块2站放在支撑板1上，以减少坯块2在支撑板1的正投影的面积，从而在支撑板1上可以设置更多的坯块2，进而增加每个烧结炉内可以容纳的坯块2的数量，并且使每个支撑板1上放置的坯块2的总体积与每个支撑板1的总体积的比例增加，使得支撑板1带走的能量相对减少，避免了能量的大量浪费。
83.具体请参阅图7，图7是本技术陶瓷块的烧结方法另一实施方式的流程示意图。本实施方式陶瓷块的烧结方法包括以下步骤。
84.s210：提供支撑板1和多个坯块2。
85.s220：将至少部分坯块2以站放的方式放置在支撑板1上。
86.其中，以站放的方式放置在支撑板1上是指，以非最大面积的表面与支撑板1接触的方式放置在支撑板1上。例如，如图8所示，支撑板1上设置的坯块2最大面积的表面为坯块2的a表面和与a表面相对的表面，而坯块2非最大面积的表面为该坯块2的c表面、与c表面相对的表面、b表面和与b表面相对的表面，那图8所示的
①
号坯块2是以最大面积表面与支撑板1接触的方式设置在支撑板1上，即
①
号坯块2不是以站放的方式放置在支撑板1上，而图8所示的
②
号和
③
号坯块2是以非最大面积表面与支撑板1接触的方式设置在支撑板1上，即
②
号和
③
号坯块2是以站放的方式放置在支撑板1上。
87.其中，为方便描述“以站放的方式放置于支撑板1上的坯块2”，下述内容会将“以站放的方式放置于支撑板1上的坯块2”简称为“站放的坯块2”。
88.可以理解的是，站放的坯块2可以以最小面积的表面与支撑板1接触，即如图8所示的
②
号坯块2，以使坯块2在支撑板1上的正投影达到最小，从而尽量增加支撑板1上设置的坯块2的数量，进而进一步增加每个烧结炉内可以容纳的坯块2的数量。
89.进一步地，为保证支撑板1上可以排列更多的坯块2，站放的坯块2可呈矩阵排列，具体可如图9所示。
90.其中，相邻的两个站放的坯块2的间隔距离为4mm～6mm。若过小，相邻的两个站放的坯块2之间会相互影响；若过大，则无法实现增加支撑板1上设置的坯块2的数量的效果。
91.在一实现方式中，坯块2可以直接站放到支撑板1上。但为使坯块2无需借助外力就可稳定地站放在支撑板1上，可使坯块2与支撑板1接触的表面为平整表面。
92.在另一实现方式中，也可通过外力将坯块2稳定地站放在支撑板1上，例如可以在支撑板1上涂覆粘合剂，然后将坯块2站放到涂有粘合剂的支撑板1区域上，这样通过粘合剂就可将站放的坯块2和支撑板1粘合固定，此时坯块2与支撑板1接触的表面可以为平整表面，也可为不平整的表面。
93.进一步地，如图10所示，站放的坯块2可以包括至少一组第一组站放的坯块21和至少一组第二组站放的坯块22。第二组站放的坯块22设置在相邻两组第一组站放的坯块21之间。且第一组站放的坯块21的长度方向l1和第二组站放的坯块22的长度方向l2之间的夹角θ大于或等于45
°
且小于或等于135
°
，这样在第一组站放的坯块21向第二组站放的坯块22的方向倾倒时，会受到第二组站放的坯块22对它的阻力，使得第一组站放的坯块21不会倒到支撑板1上，而会靠在第二组站放的坯块22上，同样地第二组站放的坯块22倾倒时也会如此，避免因为站放的坯块2倒下时造成多米诺效应导致一行或一列坯块2全部倒下，即可以减少站放的坯块2倒下时影响的坯块2数量。
94.其中，第一组站放的坯块21中所有坯块2可以平行设置。第二组站放的坯块22中所有坯块2可以平行设置。
95.s230：将支撑板1及其上放置的坯块2送入烧结炉，对放置在支撑板1上的坯块2进行烧结，以得到陶瓷片。
96.具体内容可参见步骤s130，在此不做赘述。
97.在本实施方式中，将坯块2站放在支撑板1上，以减少坯块2在支撑板1的正投影的面积，从而在支撑板1上可以设置更多的坯块2，进而增加每个烧结炉内可以容纳的坯块2的数量，以提高陶瓷块烧结的产能。
98.在第三方面，本技术通过将部分坯块2站放在支撑板1上，将部分坯块2堆叠在支撑板1上，且堆叠的坯块组设置在任意相邻的两个站放的坯块2之间，这样在增加每个烧结炉内可以容纳的坯块2的数量和避免能量的大量浪费的同时，由于堆叠的坯块组的阻力作用，可以避免站放的坯块2倒下时造成多米诺效应导致一行或一列坯块2全部倒下，即可以减少站放的坯块2倒下时影响的坯块2数量。
99.在一实现方式中，可以先将所有需要站放的坯块2全部站放到支撑板1上，然后再将多个坯块2堆叠在任意左右相邻的两个站放的坯块2之间。
100.在另一实现方式中，可以先将所有需要堆叠的坯块2全部堆叠到支撑板1上，以形成多个坯块组，然后在任意左右相邻的两个坯块组之间，将至少一个坯块2站放在支撑板1上。
101.在又一实现方式中，可以边将至少一个坯块2站放到支撑板1上，边将多个坯块2堆叠到支撑板1上。例如，可以按照从上到下、从左到右的顺序先设置一组站放的坯块2再设置一个坯块组。又例如，可以按照从上到下、从左到右的顺序先设置一个坯块组再设置一组站放的坯块2。
102.在第四方面，如图4和图11所示，本技术还提供一种坯块组件，坯块组件包括支撑板1和至少一个坯块组。坯块组设置于支撑板1上。其中，坯块组包括多层坯块2和设置在相邻两层坯块2之间的隔离垫片3，且隔离垫片3与相邻两层坯块2相接触。
103.隔离垫片3的具体结构请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
104.进一步地，坯块组件包括多个坯块组，且坯块组件还可包括站放的坯块2。其中站
放的坯块2是指以非最大面积表面与支撑板1接触的坯块2。至少一个站放的坯块2设置在任意相邻的两个坯块组之间。
105.相邻的两个站放的坯块2之间的距离可为4mm
‑
6mm。
106.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。