一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，该封装装置包括石墨罐(1)、石墨篮(2)、封装层及陶瓷球单元，石墨篮(2)设置在石墨罐(1)中，石墨篮(2)底部设有封装层，陶瓷球单元设置在封装层上，包括陶瓷球层(5)及设置在陶瓷球层(5)之间的隔层。与现有技术相比，本实用新型结构简单，操作方便，无需繁琐的玻璃包套真空封装系统，只需简单的真空炉就可以满足要求，适合工业化生产，能有效降低加工成本。
【专利说明】一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于热等静压烧结工艺【技术领域】，涉及一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置。
【背景技术】
[0002]热等静压(Hot IsostaticPressing，简称HIP)工艺是将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，并施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。热等静压现已成为高性能材料生产和新材料开发不可或缺的手段。
[0003]目前，在高性能陶瓷材料领域，采用热等静压烧结工艺制备的材料性能优异。大多数情况下，热等静压烧结工艺采用玻璃包套技术进行烧结，其技术原理是将陶瓷材料在室温装到玻璃里面，然后抽真空，再加热，将陶瓷材料彻底封闭到玻璃里面；由于玻璃是非晶体，没有固定熔点，随着温度的升高，玻璃均匀包裹到陶瓷材料表面，高温高压气体作用到玻璃表面，将压力传递到陶瓷材料上，从而促进烧结。这就要求在包套过程中，真空度要非常高，封装要求十分严格，不允许存在漏点，玻璃软化温度要符合陶瓷材料烧结特性。但是该技术存在很多问题，例如，玻璃的配料要求高、包套装置操作复杂等，该技术在国内应用还不够成熟。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，该封装装置包括石墨罐、石墨篮、封装层及陶瓷球单元，所述的石墨篮设置在石墨罐中，石墨篮底部设有封装层，所述的陶瓷球单元设置在封装层上。
[0007]所述的陶瓷球单元包括陶瓷球层及设置在陶瓷球层之间的隔层，所述陶瓷球层的层数由石墨te和石墨篮的闻度决定。
[0008]所述的陶瓷球层由多个陶瓷球铺设而成，陶瓷球层至少为2层，所述的陶瓷球为氮化硅陶瓷球，该氮化硅陶瓷球的致密化至少为93%。
[0009]所述的隔层包括石墨网及金属锡粉，所述的金属锡粉分别铺设在石墨网的上下两表面上。
[0010]所述的石墨罐内壁涂设一层氮化硼粉体。
[0011]所述石墨篮的内壁和外壁均涂设一层氮化硼粉体，主要是为了防止在高温条件下，封装层与石墨篮发生粘结。
[0012]所述的石墨罐采用高强度、高纯度石墨材料制成，所述的石墨篮采用普通石墨材料制成，主要起到隔离作用。
[0013]所述的封装层为玻璃粉体层或金属锡粉层。
[0014]所述的石墨网采用普通石墨材料制成，其表面涂设一层氮化硼粉体。
[0015]利用氮化硅陶瓷材料与锡金属在高温条件下不发生化学反应的原理，金属锡的熔点低，将本实用新型装置放入高真空炉内，抽真空，并升温，当温度升高到金属锡的熔点时，金属锡开始熔化，此时，高温氮化硅陶瓷球会被锡液完全包裹，从而使氮化硅陶瓷球与外界完全隔离；在进行热等静压烧结时，气体压力可以通过锡液传递到氮化硅陶瓷球表面，促进陶瓷材料的烧结过程，能够达到目前陶瓷界所采用的玻璃包套技术效果。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下特点:
[0017]1.操作简单:采用本实用新型装置，无需繁琐的玻璃包套真空封装系统，只需简单的真空炉就可以满足要求，操作方便，能够满足工业化生产要求；
[0018]2.安全可靠:采用低熔点的金属锡，只要温度超过金属锡的熔点，就可以确保氮化硅陶瓷球完全被锡液包裹，与外界隔离效果好；
[0019]3.成本低:每次烧结结束后，只需要更换石墨篮和石墨网，金属锡可以重复利用，加工成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置结构示意图；
[0021]图中标记说明:
[0022]1-石墨罐、2-石墨篮、3-金属锡粉、4-石墨网、5-陶瓷球层。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0024]实施例1:
[0025]如图1所示，一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，该封装装置包括石墨罐1、石墨篮2、封装层及陶瓷球单元，石墨篮2设置在石墨罐I中，石墨篮2底部设有封装层，陶瓷球单元设置在封装层上。陶瓷球单元包括陶瓷球层5及设置在陶瓷球层5之间的隔层。陶瓷球层5共设有6层，每层陶瓷球层5均由多个氮化硅陶瓷球铺设而成，氮化硅陶瓷球的致密化至少为93%。隔层包括石墨网4及金属锡粉3，金属锡粉3分别铺设在石墨网4的上下两表面上。石墨I的内壁、石墨篮2的内壁、石墨篮2的外壁及石墨网4的表面均涂设一层氮化硼粉体。
[0026]本实施例中，封装层为金属锡粉3层，石墨罐I采用高强度、高纯度石墨材料制成，石墨篮2采用普通石墨材料制成，主要起到隔离作用。石墨篮2的内壁和外壁均涂设一层氮化硼粉体，主要是为了防止在高温条件下，封装层与石墨篮2发生粘结。
[0027]利用氮化硅陶瓷材料与金属锡粉3在高温条件下不会发生化学反应的原理，金属锡粉3的熔点低，将本实施例装置放入高真空炉内，抽真空，并升温，当温度升高到金属锡粉3的熔点时，金属锡粉3开始熔化，此时，陶瓷球层5中的高温氮化硅陶瓷球会被锡液完全包裹，从而使氮化硅陶瓷球与外界完全隔离；在进行热等静压烧结时，气体压力可以通过锡液传递到氮化硅陶瓷球表面，促进陶瓷材料的烧结过程，能够达到目前陶瓷界所采用的玻璃包套技术效果。
[0028]实施例2:
[0029]本实施例中，陶瓷球单元中的陶瓷球层5共设有2层，每层陶瓷球层5均由多个氮化硅陶瓷球铺设而成，氮化硅陶瓷球的致密化至少为93%;封装层为玻璃粉体层；其余同实施例I。
[0030]实施例3:
[0031]本实施例中，陶瓷球单元中的陶瓷球层5共设有4层，每层陶瓷球层5均由多个氮化硅陶瓷球铺设而成，氮化硅陶瓷球的致密化至少为93% ;其余同实施例1。
【权利要求】
1.一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，其特征在于，该封装装置包括石墨罐(I)、石墨篮(2)、封装层及陶瓷球单元，所述的石墨篮(2)设置在石墨罐(I)中，石墨篮(2)底部设有封装层，所述的陶瓷球单元设置在封装层上。
2.根据权利要求1所述的一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，其特征在于，所述的陶瓷球单元包括陶瓷球层(5)及设置在陶瓷球层(5)之间的隔层。
3.根据权利要求2所述的一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，其特征在于，所述的陶瓷球层(5)由多个陶瓷球铺设而成，陶瓷球层至少为2层，所述的陶瓷球为氮化硅陶瓷球，所述的氮化硅陶瓷球的致密化至少为93%。
4.根据权利要求2所述的一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，其特征在于，所述的隔层包括石墨网(4)及金属锡粉(3)，所述的金属锡粉(3)分别铺设在石墨网(4)的上下两表面上。
5.根据权利要求1所述的一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，其特征在于，所述的封装层为玻璃粉体层或金属锡粉(3)层。
6.根据权利要求1或4所述的一种用于热等静压陶瓷球包套烧结工艺的封装装置，其特征在于，所述的石墨罐⑴内壁、石墨篮⑵内壁、石墨篮⑵外壁及石墨网⑷表面均涂设一层氮化硼粉体。
【文档编号】C04B35/645GK204039271SQ201420439122
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】赵振威 申请人:上海泛联科技股份有限公司