浅色静电放电安全陶瓷
专利汇可以提供浅色静电放电安全陶瓷专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的方面涉及一种静电耗散陶瓷元件，该元件含有稳定的 氧 化锆基体，表面 电阻 率 为1×105至1×1012欧姆/平方，包含至少2体积％的散射材料。所述稳定的氧化锆的的含量可为60-95重量％。本发明的另外方面涉及一种静电耗散陶瓷材料，该材料包含稳定的氧化锆、电阻率调节剂和散射材料。稳定的氧化锆的含量可占陶瓷材料的60-95重量％。电阻率调节剂的含量可为5-30重量％，散射材料可至少占所述静电耗散陶瓷材料的2体积％。该元件可用来制造 硬盘 驱动器 之类的 电子 元件。，下面是浅色静电放电安全陶瓷专利的具体信息内容。
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1.一种静电耗散陶瓷元件，所述元件具有1×10 至1×10 欧姆/平方的表面电阻率，在450纳米处的漫反射系数大于20％，其包含：65-90重量％稳定的氧化锆、且包含2-10体积％的散射材料，所述散射材料的折射率比氧化锆的折射率至少小0.25，还包含5-30重量％的电阻率调节剂，所述散射材料选自下组：钇铝石榴石、铝酸锌、铝酸镁、磷酸钇、硅酸镁、硅铝酸铍和氟化钙。
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2.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，其特征在于，体电阻率为1×10 至1×10欧姆厘米。
* * *
3.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，根据CIE 1976Lab 标度，所述元件的亮度*
L 大于50。
* * *
4.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，根据CIE 1976Lab 标度，所述元件的亮度*
L 大于75。
5.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，所述元件具有大于95％理论密度的密度。
6.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，所述元件具有大于98％理论密度的密度。
7.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，所述元件具有大于99％理论密度的密度。
8.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，其特征在于，所述散射材料的粒度为
0.05-5微米。
9.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，其特征在于，所述散射材料的粒度为0.2-2微米。
10.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，其特征在于，所述散射材料具有高于
1200℃的熔点，且在1200℃基本不与氧化锆反应。
11.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，所述元件还包含选自下组的电阻率调节剂：氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化镓和氧化镉。
12.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，所述元件根据4点弯曲测试法测得的弯曲强度大于600兆帕。
13.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，所述元件根据4点弯曲测试法测得的弯曲强度至少为800兆帕。
14.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，所述元件根据4点弯曲测试法测得的弯曲强度至少为900兆帕。
15.如权利要求1所述的静电耗散陶瓷元件，所述元件根据4点弯曲测试法测得的弯曲强度至少为1100兆帕。
16.一种制造电子元件的方法，所述方法包括：
提供用来支承电子元件的支承装置，所述支承装置包含65-90重量％稳定的氧化锆，
2-10体积％的散射材料和5-30重量％的电阻率调节剂，其中所述散射材料的折射率比氧
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化锆的折射率至少小0.25，所述支承装置的表面电阻率为1×10 至1×10 欧姆/平方，在
450纳米处的漫反射系数大于20％，所述散射材料选自下组：钇铝石榴石、铝酸锌、铝酸镁、磷酸钇、硅酸镁、硅铝酸铍和氟化钙；和
对所述电子元件进行加工。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述支承装置为载体。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述支承装置为夹具。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述电子元件为磁阻头。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述加工为磨光。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述加工为对磁阻头支承面进行机械加工。
22.一种制造硬盘驱动器的方法，所述方法包括：
提供用来支承硬盘驱动器元件的支承物，所述支承物包含静电耗散材料，所述静电耗散材料包含65-90重量％稳定的氧化锆，2-10体积％的散射材料和5-30重量％的电阻率调节剂，其中所述散射材料的折射率比氧化锆的折射率至少小0.25，所述静电耗散材料的表
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面电阻率为1×10 至1×10 欧姆/平方，在450纳米处的漫反射系数大于20％，所述散射材料选自下组：钇铝石榴石、铝酸锌、铝酸镁、磷酸钇、硅酸镁、硅铝酸铍和氟化钙；和对所述硬盘驱动器元件进行加工。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述硬盘驱动器元件为磁阻头。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述加工为磨光。
25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述加工为采集和安放过程。
26.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述支承物为夹具。
浅色静电放电安全陶瓷
运行，造成仪器故障或失灵。在清洁房间内，带电的表面会吸引和固定玷污物，使得难以从
环境中除去这些玷污物。静电电荷还会将玷污物吸引到硅片或电子线路表面上。这些玷污
物会产生随机的缺陷，从而降低产率。静电放电还会在织物(web)制造过程和易燃粉末制
造过程中造成危险。
(base)，该元件的表面电阻率为1×10 至1×10 欧姆/平方(square)，包含至少2 体积％
的散射材料。所述稳定的氧化锆的的含量可为60-95重量％。
的含量可为5-30重量％，散射材料可至少占所述静电耗散陶瓷材料的2体积％。
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至少2体积％的散射材料。该支承装置的表面电阻率可为1×10 至1×10 欧姆/平方。
65-90重量％的稳定的氧化锆和至少2体积％的散射材料。该支承装置的表面电阻率可为
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1×10 至1×10 欧姆/平方。
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件的2体积％。该元件还可包含电阻率调节剂。静电耗散陶瓷元件的表面电阻率为1×10
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至1×10 欧姆/平方，其体电阻率可为1×10 至1×10 欧姆厘米。
土氧化物，以及氧化镁与氧化钙之类的碱土氧化物。 更具体地说，氧化钇的用量可为2-10
摩尔％，在一些情况下为2.5-4.5摩尔％，具体的例子为2.6、2.8和3.0摩尔％。氧化钇部
分稳定的氧化锆(Y-PSZ)具有极好的机械性能，这是由于氧化锆部分为四方结构。这些机
械性能在ESD安全材料中是有益的，这是因为它们能够用来有益地发挥结构功能。
任何减小电阻率的材料反应。这种散射材料可包括钇铝石榴石(YAG)、铝酸锌、铝酸镁、磷酸
钇之类的稳定磷酸盐、硅酸镁之类的稳定硅酸盐、硅铝酸铍之类的稳定硅铝酸盐和氟化钙
之类的稳定氟化物。这些材料本身可以加入将要烧结的混合料，或者也可以它们的组成部
分加入，使其在其中反应生成该种材料。例如，向氧化锆中加入氧化铝和氧化锌的混合物，
在烧结过程中可生成铝酸锌。
1.879、1.72。这些折射率与氧化锆的折射率(2.2)至少相差0.25。
YAG 1.83
铝酸锌 1.879
铝酸镁 1.72
YPO4 1.77
Mg2SiO4 1.65
Be3Al2Si6O18 1.58
CaF2 1.43
氧化锆和氧化锌存在下，钇铝石榴石(YAG)是稳定的。另一方面，在这些条件下，氧化铝之
类的散射材料则会与氧化锌反应形成铝酸锌。因此，优选的散射材料将随着基体材料、电阻
率调节剂和加工条件改变。
也可为0.2微米至2微米。
件。根据CIE1976Lab标度(scale)，该元件的亮度L 可约大于50。亮度可大于75或80。
该元件在可见光的蓝色和绿色区域中应具有较高的漫反射系数。例如，在450纳米处的漫
反射系数可大于20。
米×50毫米的棒上的4点测试，强度至少可为600兆帕。例如，强度可为700兆帕、800兆
帕、900兆帕或高于1100兆帕。
用添加剂来降低电阻率。根据用途，优选的电阻率可在1×10 至1×10 欧姆/平方(表
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面电阻率)和1×10 至1×10 欧姆厘米(体电阻率)的范围内变化。添加剂形成导体或
半导体分离晶粒相，该相在基体组合物内形成独立的第二相。电阻率调节剂可包括例如金
属氧化物、金属碳化物、金属氮化物、金属氧碳化物、金属氮氧化物和金属氧碳氮化物等材
料。下表提供了基体材料和电阻率调节添加剂的各种组合。不同的电阻率调节剂或各种电
阻调节剂与基体材料的组合会对材料的电阻率产生不同的影响。另外，各种材料和材料的
组合会对给定波长下的漫反射系数或颜色亮度产生不同的影响。例如，氧化锌(ZnO)是特
别有效的用于氧化锆基体材料的添加剂。然而，ZnO对于氧化铝之类的其它基体材料可能
会有不同的效果，或者可能会与这些其它基体材料发生反应。
LaCrO3的加入量可为10-40体积％，ZrC的加入量可为10-25体积％，BaO.6Fe2O3的加入量
在25体积％附近。在一个具有氧化钇稳定的韧性氧化锆多晶(Y-TZP)基体材料的实施方
式中，可优选使用氧化锡和氧化锌，这是由于它们价格较为便宜、毒性较低、颜色较浅。
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阻率调节剂的量和加工条件等因素，材料的表面电阻率可为1×10 至1×10 欧姆/平方。
4 11 * *
体电阻率可为1×10 至1×10 欧姆厘米。按照CIE1976Lab标度(scale)，该元件的亮度
*
L 可约大于50。该材料在450纳米还可具有大于20的漫反射系数。材料的相对密度可大
于95、98或99％。
散材料。表面电阻率可为1×10 至1×10 欧姆/平方(square)。所含的散射材料的折射
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率与氧化锆的折射率至少相差0.25。体电阻率为1×10 至1×10 欧姆厘米。该静电耗散
*
陶瓷材料可具有大于50的亮度L，在450纳米的漫反射系数可大于20。该材料还可具有
大于98的密度。
酸锌、铝酸镁、磷酸钇、硅酸镁、硅铝酸铍或氟化钙。该散射材料可为磷酸盐、硅酸盐、硅铝酸
盐或氟化物。
发明可得到例如浅色密实的陶瓷。本工业中的许多加工都通过视觉系统实现了自动化。这
些视觉系统通常依靠材料间的差异来有效确定部件的位置。如果部件、工具、自动化机械和
制造表面之间有强烈的差异，会改进这些自动化系统的操作。例如磁性记录头基本上是黑
色的。使用浅色的ESD耗散工具可以改进视觉系统的光学识别能力和性能。
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锆和至少2体积％的散射材料。该支承装置的表面电阻率可为1×10 至1×10 欧姆/平
方。
65-90重量％稳定的氧化锆和至少2体积％的散射材料。该静 电耗散材料的表面电阻率可
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为1×10 至l×10 欧姆/平方。
含82％钇稳定的氧化锆和18％的氧化锌。将参比样和样品压成圆片，在1400℃烧制1小
时，再在1350℃的氩气气氛下、在200兆帕压力进行热等静压45分钟。该方法制得了相对
密度大于98％的样品和参比样品。然后在650℃的空气气氛下对样品进行退火，直至表面
电阻超过 用伊利诺斯州Bensonville的Prostat公司生产的PRF-912表面电阻探针
测量表面电阻。结果列于下表。
样品 ZrO2-Y2O3 ZnO YAG 表面电阻 (MW)
参比样品 (不含YAG) 82 18 0 2.4
S1 70 17.5 12.5 4.5
于参比材料的漫反射系数。具体来说，在光谱的蓝端，样品的漫反射系数显著地大于参比材
* * *
料。CIELab值列于下表。L 测量值显示了亮度并在0-100之间变化，其中100为白色，1
* *
为黑色。当a 测量值为正值时表示红色，当其为负值时，表示绿色。当b 测量值为正值时
表示黄色，当其为负值时，表示蓝色。样品的亮度与参比样品接近。然而，样品显示比参比
样品更多的红色和更少的黄色。
* * *
样品 L a b
S1 80.84 -2.30 9.56
参比样品 78.78 -0.58 41.53
一列是散射材料添加剂的体积分数，假定散射材料与样品其它组分没有显著的互溶度。又
是在忽略互溶的情况下，与添加剂一起另外加入氧化锌，将氧化锌的体积分数保持在20％。
样品名 重量％ YAG 重量％ ZnAl2O4 重量％ MgAl2O4 加入混合物的重量％ZnO，用以保持20体 Eq体积％添加剂 积％ZnO
1RM3- 0.23 0.07 0.3
2RM3- 0.23 0.07 0.3
5RM3- 0.78 0.24 1
6RM3- 0.78 0.24 1
9RM3- 2.36 0.71 3
2.36 0.71 3
10RM3-
7.99 2.41 10
13RM3-
7.99 2.41 10
14RM3-
7.92 2.41 10
23RM3-
6.27 2.41 10
25RM3-
直至表面电阻超过1 用Miniscan XE脉冲分光计测定漫反射系数，CIEL，a，b 标度列
* *
于下表。表面电阻显示出从1.16至703 的变化。L 测量值为75.14至85.79。a 测量
*
值是-1.71至1.15，b 测量值为10.85至40.34。在450纳米的漫反射系数为20.2-43.27。
这些结果的图表形式见图2和3。
样品名 表面电阻 (MW) L* a* b* 在450纳米的 漫反射系数
RM3-1 45.3 75.54 0.96 38.76 20.22
RM3-2 13.7 75.8 -0.7 36.23 21.76
RM3-5 1.56 77.55 -1.11 34.11 24.96
RM3-6 3.93 78.9 -0.58 35.27 25.54
RM3-9 34.1 81.26 2.11 40.34 24.07
RM3-10 11.3 80.76 -0.95 33.42 28.63
RM3-13 3.52 79.82 -0.91 21.05 37.1
RM3-14 10.9 82.98 -1.71 19.01 43.27
RM3-22 0.012 82.9 -3.91 23.35 39.12
RM3-23 1.16 85.79 1.15 36.84 28.51
RM3-25 703 75.14 -2.16 10.85 39.63
到最高43.27％。当加入大约10体积％的铝酸锌或铝酸镁时，450纳米处的漫反射系数分
别为28.51和39.63。甚至较小量的钇铝石榴石，对漫反射系数也有影响。添加剂含量优选
大于2体积％。
酸镁含量为10体积％时，L*＝75.14。在这些实施例中，添加剂的粒度小于5微米。粒度
通常可为0.05-5微米，较佳的是0.2-2微米。
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