氮化硅-碳化铪复相陶瓷的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种氮化硅-碳化铪复相陶瓷的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 氮化硅陶瓷具有优异的高温力学性能，被公认为最具有发展前途的高温结构陶瓷 材料之一。氮化硅属六方晶系，是由[SiN4]t四面体共用顶角构成的三维空间网络，属共价 键化合物，结构坚固，扩散系数小，没有熔融状态，约在1900 °C分解成氮气和硅，难于烧结， 其机械性能、高温性能和化学稳定性优良。通常氮化硅陶瓷有反应烧结、气压烧结和热压烧 结。热压烧结致密度大，强度高，但热压炉膛容量小，电耗高，形状简单。气压炉比较热压炉， 炉膛更大一些，但因气压很高，炉膛尺寸也受一定限制。况且，产品烧结易收缩变形，所以大 规模生产复杂形状部件存在难度。而反应烧结氮化硅常压烧结，产品无收缩，可进行机械加 工，尺寸精度易控制，生产工艺相对简单，可制备复杂形状部件，能够进行规模化生产。但该 种烧结方式密度偏低，力学性能也受到影响。为改善力学性能，现有技术有在氮化硅中加入 氮化硼、氧化锆、氧化钇辅助材料的制备方法，虽然比之纯反应烧结氮化硅有了提高，但仍 未达到较理想的效果，因此，继续寻找一种提高反应烧结氮化硅复相陶瓷力学性能的方法， 成为工程陶瓷的一个难点。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种氮化硅-碳化铪复相陶瓷的制备方法，操作简便，适合 工业化生产，制得的产品无收缩，性能良好。
[0004] 本发明所述的氮化硅_碳化铪复相陶瓷的制备方法，由如下重量百分比的原料制 成：
[0005]
【主权项】
1. 一种氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于由如下重量百分比的原料制 成： 金属娃粉 70-90% 碳化给 6-22% 砸化锥 2-5% 阿隆结合尖晶石 1-3%。
2. 根据权利要求1所述的氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于包括W下 步骤： (1) 将上述原料和介质进行球磨得到混合均匀的料浆，将料浆烘干、过筛，得到预成型 粉料； (2) 将预成型粉料放在模具中压成素巧，并将素巧冷等静压处理，得到预烧结体； (3) 将预烧结体置入真空烧结炉中，通入氮气，烧结即得。
3. 根据权利要求2所述的氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤（1) 中所述的介质是无水己醇。
4. 根据权利要求2所述的氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤（1) 中所述的原料和介质的质量比是1:1. 5-1. 8。
5. 根据权利要求2所述的氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤（1) 中所述的球磨时间是16-2化。
6. 根据权利要求2所述的氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤（1) 中所述的烘干温度是60-80°C，烘干时间是10-1化。
7. 根据权利要求2所述的氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤（1) 中所述的过筛是过40-60目筛。
8. 根据权利要求2所述的氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤（2) 中所述的冷等静压处理的压力为150-180MPa，时间为1-3分钟。
9. 根据权利要求2所述的氮化娃-碳化給复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤（3) 中所述的烧结压力为0. 02-0. 5MPa，烧结温度为1550-1600°C，保温时间为6-lOh。
【专利摘要】本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种氮化硅-碳化铪复相陶瓷的制备方法，由如下重量百分比的原料制成：金属硅粉70-90％，碳化铪6-22％，硼化锆2-5％，阿隆结合尖晶石1-3％。将上述原料和介质进行球磨得到混合均匀的料浆，料浆烘干、过筛，得到预成型粉料；将预成型粉料放在模具中压成素坯，并将素坯冷等静压处理，得到预烧结体；将预烧结体置入真空烧结炉中，通入氮气，烧结即得。本发明相比于气压烧结或热压烧结氮化硅及其复合陶瓷，具有更好的硬度、抗弯强度和断裂韧性，产品尺寸不收缩，半成品可加工，适合制备复杂形状产品，操作简便，可进行大规模工业化生产。
【IPC分类】C04B35-622, C04B35-584, C04B35-56
【公开号】CN104591743
【申请号】CN201510064597
【发明人】郭瑞本, 孙兆江, 孙百忠
【申请人】淄博硅元泰晟陶瓷新材料有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月6日