一种氮化硅陶瓷的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种氮化硅陶瓷，属于陶瓷制备领域。本发明提供一种氮化硅陶瓷，该陶瓷的相对密度为98.8%~99.5%、断裂韧性为8.0MPa·m1/2~9.2MPa·m1/2、维氏硬度为20.5GPa~21.5GPa。该氮化硅陶瓷强度高、致密性好、耐高温和耐磨优异，可广泛用于各种对材料强度要求高的领域，尤其适用于制作轴承滚动体。
【专利说明】一种氮化娃陶瓷
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氮化硅陶瓷，属于陶瓷制备领域。
【背景技术】
[0002]氮化硅陶瓷具有极高的强度很高且极耐高温，其强度在1200°C的高温不下降，受热后不会熔成融体，同时，其耐化学腐蚀性能优异，能耐几乎所有的无机酸和30%以下的烧碱溶液，也能耐很多有机酸的腐蚀。
[0003]氮化硅陶瓷的烧结工艺一般为三种:热等静压(HIP)、热压(HP)和气氛压力烧结。
[0004]热等静压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，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。热等静压可以直接粉末成型，粉末装入模具，然后使用氮气、氩气作加压介质，使粉末直接加热加压烧结成型的粉末冶金工艺，其烧结的压力为150MPa~200MPa。
[0005]热压烧结是将干燥粉料充填入模型内，再从单轴方向边加压边加热，压力约为70Mpa，使成型和烧结同时完成的一种烧结方法。该方法具有降低烧结温度，缩短烧结时间，抵制晶粒长大，得到晶粒 细小、致密度高和机械、电学性能良好的产品的优点。然而，其烧结压力高，且过程及设备复杂，生产控制要求严，模具材料要求高，能源消耗大，生产效率较低,生产成本高。
[0006]气氛烧结是将陶瓷坯体在通入一定气体的炉膛内进行烧结的方法，其烧结压力为5"IOMPaο
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种氮化硅陶瓷，该氮化硅陶瓷强度高、致密性好、耐高温和耐磨优异，可广泛用于各种对材料强度要求高的领域，尤其适用于制作轴承滚动体。
[0008]一种氮化硅陶瓷，所述陶瓷的相对密度为98.8%~99.5%、断裂韧性为8.0MPa.m1/2~9.2MPa.m1/2、维氏硬度为 20.5GPa~21.5GPa。
[0009]本发明所述氮化硅陶瓷优选所述陶瓷的相对密度为99.0%~99.5%、断裂韧性为8.6MPa.m1/2~9.2MPa.m1/2、维氏硬度为 21GPa~21.5GPa。
[0010]本发明所述氮化硅陶瓷优选所述陶瓷的相对密度为99.2%、断裂韧性为
8.9MPa.m1/2、维氏硬度为 21.3GPa。
[0011]本发明所述氮化硅陶瓷优选按下述方法制备:
[0012]①混料:将经干燥后的陶瓷原料按比例混合均匀，过80-200目筛；
[0013]②球磨:常温下，将经混料的粉料置于球磨机中，于30(T360r/min的速度球磨6h^l0h ；
[0014]③烧结:常压下，将粉料置于模具中，在烧结炉中以6(T80°C /min的速度升温至16000C~1650°C，保温0.5h~2h，停止加热后随炉冷却至室温。
[0015]其中，步骤①中所述陶瓷原料，按质量百分比，由下述组分组成:
【权利要求】
1.一种氮化硅陶瓷，其特征在于:所述陶瓷的相对密度为98.8%~99.5%、断裂韧性为8.0MPa.m1/2~9.2MPa.m1/2、维氏硬度为 20.5GPa~21.5GPa。
2.根据权利要求1所述的陶瓷，其特征在于:所述陶瓷的相对密度为99.0%~99.5%、断裂韧性为 8.6MPa.m1/2~9.2MPa.m1/2、维氏硬度为 21GPa~21.5GPa。
3.根据权利要求1所述的陶瓷，其特征在于:所述陶瓷的相对密度为99.2%、断裂韧性为 8.9MPa.m1/2、维氏硬度为 21.3GPa。
4.根据权利要求1所述的陶瓷，其特征在于:所述陶瓷按下述方法制备: ①混料:将经干燥后的陶瓷原料按比例混合均匀，过80-200目筛； ②球磨:常温下，将经混料的粉料置于球磨机中，于30(T360r/min的速度球磨6h^l0h ； ③烧结:常压下，将粉料置于模具中，在烧结炉中以6(T80°C/min的速度升温至16000C~1650°C，保温0.5h~2h，停止加热后随炉冷却至室温。 其中，步骤①中所述陶瓷原料，按质量百分比，由下述组分组成:
5.根据权利要求4所述的陶瓷，其特征在于:所述陶瓷原料，按质量百分比，由下述组分组成:
6.根据权利要求4所述的陶瓷，其特征在于:所述陶瓷原料，按质量百分比，由下述组分组成:
【文档编号】C04B35/584GK103848627SQ201210496152
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】李东炬 申请人:大连大友高技术陶瓷有限公司