一种坩埚用复合陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于陶瓷材料领域，涉及一种复合陶瓷材料及其制备方法，特别是涉及一 种坩埚用复合陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 常规的陶瓷材料为粘土、石英、长石等硅酸盐类组成的材料，随着科技的进步，陶 瓷原料已不再是单纯的天然矿物质材料，而是扩大到了人工化合物。目前，陶瓷材料是指除 有机和金属材料之外的所有其他材料，即无机非金属材料。从化学成分上分，有氧化物陶 瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、复合瓷、金属陶瓷和纤维增强陶瓷等；从原料上 分，有普通陶瓷(硅酸盐材料)和特种陶瓷(人工合成材料);从用途和性能上分，有日用陶瓷、 结构陶瓷和功能陶瓷等。
[0003] 坩埚用陶瓷材料对其性质有着较高的要求，用于坩埚的陶瓷材料需要具备较为良 好的导热性能，降低热量的损耗，同时也可以提高坩埚内物质的升温速度。另外还需要具备 较高的机械强度，机械强度若过低，坩埚在使用中，也会产生破损等情况。因此，需要对坩埚 用陶瓷材料的组成成分和工艺进行研发，提高坩埚陶瓷材料的机械强度和导热系数。
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种坩埚用复合陶瓷材料及其制备方 法，提高坩埚用陶瓷材料的导热系数，同时提高坩埚用陶瓷材料的机械强度，如抗折强度、 抗压强度等，提供一种新的用于坩埚的陶瓷材料。
[0005] 技术方案：本发明公开了一种坩埚用复合陶瓷材料，所述的坩埚用复合陶瓷材料 由以下成分按照重量比组成： 氧化铝 12-19份、 氮化硼 8-16份、 硅酸铝 9-15份、 四氧化三铁 6-10份、 硅化镍 8-15份、 碳化轨 5-10份、 碳化组 3_7份、 硼化铪 4-8份。
[0006] 进一步的，所述的一种坩埚用复合陶瓷材料，所述的坩埚用复合陶瓷材料由以下 成分按照重量比组成： 氧化铝 14-18份、 氮化硼 9-13份、 硅酸铝 11-14份、 四氧化三铁 7-9份、 硅化镍 10-13份、 碳化轨 6-9份、 碳化钽 4-6份、 硼化铪 5-7份。
[0007] 更进一步的，所述的一种坩埚用复合陶瓷材料，所述的坩埚用复合陶瓷材料由以 下成分按照重量比组成： 氧化铝 16份、 氮化硼 11份、 硅酸铝 12份、 四氧化三铁 8份、 娃化镍 11份、 碳化轨 8份、 碳化钽 5份、 硼化铪 6份。
[0008] 一种坩埚用复合陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 分别取氧化铝、氮化硼、硅酸铝、四氧化三铁、硅化镍、碳化钒、碳化钽、硼化铪，把 上述的各陶瓷成分分别用球磨机进行球磨处理，球磨机中球料比为20:1-50:1，球磨时间为 lh_4h ; (2) 分别按重量取球磨后的氧化铝12-19份、氮化硼8-16份、硅酸铝9-15份、四氧化三 铁6-10份、硅化镍8-15份、碳化钒5-10份、碳化钽3-7份、硼化铪4-8份，将上述的陶瓷成 分投入高速混合机中进行机械混合，高速混合机转速为400r/min，高速混合至均勾； (3) 将混合均匀的陶瓷粉末成分用成型机进行压制成型，压制压力为190-250MPa ; (4) 将压制成型后的陶瓷材料进行高温烧结，烧结炉温度为950-1150°C，烧结时间为 3h-5h，烧结后为制备的坩埚用复合陶瓷材料。
[0009] 所述的一种坩埚用复合陶瓷材料的制备方法，球磨机中球料比为40:1，球磨时间 为2h。
[0010] 所述的一种坩埚用复合陶瓷材料的制备方法，压制压力为210-230MPa。
[0011] 所述的一种坩埚用复合陶瓷材料的制备方法，压制压力为220MPa。
[0012] 所述的一种坩埚用复合陶瓷材料的制备方法，烧结炉温度为1100°C，烧结时间为 4h〇
[0013] 有益效果：常规的坩埚用陶瓷材料的导热性能较差，本发明的坩埚用陶瓷材料的 导热性能显著的优于常规的坩埚用陶瓷材料，具有非常高的导热系数。除了导热性能外，还 有效的提高了坩埚用陶瓷材料的抗折强度和抗压强度，与常规的陶瓷材料相比，在相关强 度上具有较大的优势。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 (1)分别取氧化铝、氮化硼、硅酸铝、四氧化三铁、硅化镍、碳化钒、碳化钽、硼化铪，把 上述的各陶瓷成分分别用球磨机进行球磨处理，球磨机中球料比为50:1，球磨时间为Ih ; (2) 分别按重量取球磨后的氧化铝19份、氮化硼16份、硅酸铝15份、四氧化三铁10 份、硅化镍8份、碳化钒5份、碳化钽7份、硼化铪4份，将上述的陶瓷成分投入高速混合机 中进行机械混合，高速混合机转速为400r/min，高速混合至均勾； (3) 将混合均匀的陶瓷粉末成分用成型机进行压制成型，压制压力为250MPa ; (4) 将压制成型后的陶瓷材料进行高温烧结，烧结炉温度1150°C，烧结时间为5h，烧结 后为制备的坩埚用复合陶瓷材料。
[0015] 实施例2 (1) 分别取氧化铝、氮化硼、硅酸铝、四氧化三铁、硅化镍、碳化钒、碳化钽、硼化铪，把 上述的各陶瓷成分分别用球磨机进行球磨处理，球磨机中球料比为20:1，球磨时间为4h ; (2) 分别按重量取球磨后的氧化铝12份、氮化硼8份、硅酸铝9份、四氧化三铁6份、硅 化镍15份、碳化钒10份、碳化钽3份、硼化铪8份，将上述的陶瓷成分投入高速混合机中进 行机械混合，高速混合机转速为400r/min，高速混合至均勾； (3) 将混合均匀的陶瓷粉末成分用成型机进行压制成型，压制压力为190MPa ; (4) 将压制成型后的陶瓷材料进行高温烧结，烧结炉温度为950°C，烧结时间为3h，烧 结后为制备的坩埚用复合陶瓷材料。
[0016] 实施例3 (1) 分别取氧化铝、氮化硼、硅酸铝、四氧化三铁、硅化镍、碳化钒、碳化钽、硼化铪，把 上述的各陶瓷成分分别用球磨机进行球磨处理，球磨机中球料比为20:1，球磨时间为4h ; (2) 分别按重量取球磨后的氧化铝14份、氮化硼13份、硅酸铝14份、四氧化三铁7份、 硅化镍13份、碳化钒6份、碳化钽6份、硼化铪5份，将上述的陶瓷成分投入高速混合机中 进行机械混合，高速混合机转速为400r/min，高速混合至均勾； (3) 将混合均匀的陶瓷粉末成分用成型机进行压制成型，压制压力为210MPa ; (4) 将压制成型后的陶瓷材料进行高温烧结，烧结炉温度为950°C，烧结时间为3h，烧 结后为制备的坩埚用复合陶瓷材料。
[0017] 实施例4 (1) 分别取氧化铝、氮化硼、硅酸铝、四氧化三铁、硅化镍、碳化钒、碳化钽、硼化铪，把 上述的各陶瓷成分分别用球磨机进行球磨处理，球磨机中球料比为50:1，球磨时间为Ih ; (2) 分别按重量取球磨后的氧化铝