专利名称：一种碳化硅材料的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新材料制备技术，尤其是涉及一种碳化硅材料的制备工艺。
背景技术：
目前，碳化硅已成为人们广为利用的非氧化物陶瓷材料，因其具有很大的硬度、耐热性、耐氧化性、耐腐蚀性，它已被确认为一种磨料、耐火材料、电热元件、黑色有色金属冶炼等用的原料，现在又被应用在机械工程中的结构件和化学工程中的密封件等。反应烧结碳化硅陶瓷材料具有耐高温、抗氧化、耐磨损、耐腐蚀、抗热震以及高硬度、高热导率等优良性能，但是碳化硅很难烧结，其晶界能与表面能之比很高，同时碳化硅烧结时扩散速率很低，它表面的氧化膜也起扩散势垒的作用。特别是传统烧结方式下，由于毛坯表面优先被加热反应形成致密的氮化硅结合碳化硅，而毛坯内部依靠缓慢的气体扩散反应因此制品的内外质量不容易控制，特别是对于厚度较大的部件很难保证内外成分，组织结构和性能的均一性，也就是密度不均匀或达不到使用要求，影响了制造零件的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高密度、高硬度的碳化硅材料的制备工艺。本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的将碳化硅粉末、石墨粉和含碳
粘合剂按比例混合，经干压、挤压或注浆方法制成多孔坯体，然后加热到200(TC，并同时采用硅、氮高压蒸气滲透，压强在5-10KPa之间，使之与元素碳发生反应将碳化硅颗粒结合起来，从而得到无孔致密的反应烧结碳化硅材料。
本发明采用的上述工艺，由于在碳化硅基体中含有弥散超细的石墨颗粒，其摩擦系数非常小，具有良好的自润滑性能和密封性能；又采用硅、氮高压蒸气滲透，使得碳化硅材料密度高、硬度高，提高了材料使用寿命以及工作可靠性，可以生产形状复杂的制品。
具体实施例方式
实施例将碳化硅粉末、石墨粉和含碳粘合剂按比例混合，粘结剂可以采用木质素磺酸钙或甲基纤维素或黄糊精，经挤压制成多孔坯体，然后加热到200(TC，并同时采用压强为8KPa的硅、氮高压蒸气滲透，使之与元素碳发生反应将碳化硅颗粒结合起来，从而得到无孔致密的反应烧结碳化硅材料。
本发明工艺提高了晶体结构中质点间联合力，使原子晶格键合力很强，离子键合力也很强，晶型、堆积密度高。制得的碳化硅材料密度达到3. 18克每立方厘米，其莫氏硬度仅次于 金刚石，在9.6-9.8之间，显微硬度为3600Kg/mm2。当该碳化硅材料在加热到130(TC时，在 其碳化硅晶体表面开始生成二氧化硅保护层。随着保护层的加厚，阻止了内部碳化硅继续被 氧化，这使碳化硅有较好的抗氧化性。由于二氧化硅保护膜的作用，碳化硅的抗酸碱能力很 强，因而可用于高PV值，特别是输送强酸、强碱和喷射耐磨工况中使用。
权利要求
1.一种碳化硅材料的制备工艺，其特征在于是将碳化硅粉末、石墨粉和含碳粘合剂按比例混合，经干压、挤压或注浆方法制成多孔坯体，然后加热到2000？，并同时采用硅、氮高压蒸气滲透，压强在5-10KPa之间，使之与元素碳发生反应将碳化硅颗粒结合起来，从而得到无孔致密的反应烧结碳化硅材料。
全文摘要
本发明公开了一种碳化硅材料的制备工艺，是将碳化硅粉末、石墨粉和含碳粘合剂按比例混合，经干压、挤压或注浆方法制成多孔坯体，然后加热到2000℃，并同时采用硅、氮高压蒸气渗透，压强在5-10KPa之间，使之与元素碳发生反应将碳化硅颗粒结合起来，从而得到无孔致密的反应烧结碳化硅材料。本发明采用的上述工艺，由于在碳化硅基体中含有弥散超细的石墨颗粒，其摩擦系数非常小，具有良好的自润滑性能和密封性能；又采用硅、氮高压蒸气渗透，使得碳化硅材料密度高、硬度高，提高了材料使用寿命以及工作可靠性，可以生产形状复杂的制品。
文档编号C04B35/565GK101654361SQ20091030594
公开日2010年2月24日 申请日期2009年8月21日 优先权日2009年8月21日
发明者燚 方 申请人:燚 方