一种反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法及陶瓷结构与流程

本发明涉及陶瓷结构，尤其涉及一种反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法及陶瓷结构。

背景技术：

1、为了增强陶瓷材料的耐磨强度，一般会在陶瓷的局部设置凹槽，然后将耐磨的部件嵌设于凹槽内，以增强陶瓷材料的局部的耐磨强度。

2、目前常规的做法是，在陶瓷制品成型后，在陶瓷制品上开设出凹槽，或者通过消失模等方式，在制造陶瓷制品的坯体的过程中，形成凹槽。

3、由于陶瓷结构的硬度相对较高，在成型的陶瓷制品上加工出凹槽，易加工出所需凹槽；对于结构复杂的陶瓷结构，如果采用消失膜的方式形成凹槽，对消失模的布局位置存在较高的难度，无法方便的在陶瓷结构上形成凹槽。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法及陶瓷结构，解决现有技术中无法方便地在陶瓷结构上形成凹槽的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，包括以下步骤：

3、通过增材制造的方法生产陶瓷坯体，并使得所述陶瓷坯体内壁和/或外壁形成固定槽；

4、对所述陶瓷坯体进行高温渗硅烧结；

5、将陶瓷加强块嵌入陶瓷坯体的固定槽内。

6、在其中的一个实施例中，在步骤将陶瓷加强块嵌入陶瓷坯体的固定槽内中，将陶瓷加强块嵌入烧结后的陶瓷坯体的固定槽内；

7、或将陶瓷加强块嵌入烧结前的陶瓷坯体的固定槽内，并采用粘接剂粘接陶瓷加强块及陶瓷坯体。

8、在其中的一个实施例中，在步骤通过增材制造的方法生产陶瓷坯体，并使得所述陶瓷坯体内壁和/或外壁形成固定槽中，所述增材制造所使用的原料的组分为碳化硅微粉、碳粉、树脂及添加剂。

9、在其中的一个实施例中，所述原料中颗粒的平均粒径为20μm～500μm。

10、在其中的一个实施例中，所述增材制造工艺为激光选区熔化工艺，采用的激光烧结功率为20w～100w，分层厚度为0.05mm～0.5mm。

11、在其中的一个实施例中，所述添加剂的组分包括烧结助剂。

12、在其中的一个实施例中，在步骤对所述陶瓷坯体进行烧结之前，还包括步骤：

13、将陶瓷坯体进行有机渗碳；

14、取出陶瓷坯体并烘干，固化。

15、在其中的一个实施例中，在步骤对陶瓷坯体进行高温渗硅烧结的步骤中，将烘干的陶瓷坯体置于烧结炉中，以20-80℃/h的速率进行升温，升温至1500-1800℃，继续保温1.5-3h，再自然冷却至室温。

16、在其中的一个实施例中，在步骤将陶瓷加强块嵌入烧结前的陶瓷坯体的固定槽内之前，还包括步骤：

17、将粘接剂涂抹于固定槽的内壁和/或所述陶瓷加强块的外壁。

18、在其中的一个实施例中，在步骤对所述陶瓷坯体进行烧结之后，还包括步骤：

19、将粘接剂涂抹于固定槽的内壁和/或所述陶瓷加强块的外壁。

20、在其中的一个实施例中，所述粘接剂的组分为：

21、

22、

23、其中，所述碳化硅粉体与所述酚醛树脂的比例为2:1。

24、本发明还涉及一种陶瓷结构，采用上述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法制作；

25、所述反应烧结碳化硅复合陶瓷结构包括：

26、陶瓷体，所述陶瓷体形成有固定槽；及

27、陶瓷加强块，所述陶瓷加强块嵌设于所述固定槽。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明中，通过增材制造的方式生产陶瓷坯体，能够制造形状结构复杂的陶瓷坯体，并通过控制增材制造的建模的模型，增材制造的过程中，能够在所需的位置形成所需的固定槽，无需在陶瓷结构上加工出固定槽，也无需通过消失模的方式形成固定槽；通过对陶瓷坯体进行烧结，使得陶瓷坯体固化，以形成所需的陶瓷结构，通过将陶瓷加强块嵌入固定槽，陶瓷加强块能够增强陶瓷结构的局部的耐磨强度，减缓陶瓷结构的局部的磨损，避免陶瓷结构因为磨损而过早失效。而且，采用传统的增材制造的方式制造复杂形状陶瓷产品时，产品性能相对于常规制品性能会有所下降，而本申请中，通过在增材制造的方式制造陶瓷坯体，通过在陶瓷坯体上嵌设陶瓷加强块，能够对增材制造方式制造的陶瓷坯体的性能进行加强。

技术特征：

1.一种反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，在步骤将陶瓷加强块嵌入固定槽内中，将陶瓷加强块嵌入烧结后的陶瓷坯体的固定槽内；

3.根据权利要求1所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，在步骤通过增材制造的方法生产陶瓷坯体，并使得所述陶瓷坯体内壁和/或外壁形成固定槽中，所述增材制造所使用的原料的组分为碳化硅微粉、碳粉、树脂及添加剂。

4.根据权利要求3所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，所述原料中颗粒的平均粒径为20μm～500μm。

5.根据权利要求3所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，所述增材制造工艺为激光选区熔化工艺，采用的激光烧结功率为20w～100w，分层厚度为0.05mm～0.5mm。

6.根据权利要求3所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，所述添加剂的组分包括烧结助剂。

7.根据权利要求1所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，在步骤对陶瓷坯体进行高温渗硅烧结的步骤中，将烘干的陶瓷坯体置于烧结炉中，以20-80℃/h的速率进行升温，升温至1500-1800℃，继续保温1.5-3h，再自然冷却至室温。

9.根据权利要求2所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，在步骤将陶瓷加强块嵌入烧结前的陶瓷坯体的固定槽内之前，还包括步骤：

10.根据权利要求9所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法，其特征在于，所述粘接剂的组分为：

11.一种陶瓷结构，其特征在于，采用权利要求1至10中任一项所述的反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法制作；

技术总结
本发明公开了一种反应烧结碳化硅复合陶瓷结构的制作方法及陶瓷结构，包括以下步骤：通过增材制造的方法生产陶瓷坯体，并使得陶瓷坯体内壁和/或外壁形成固定槽；对陶瓷坯体进行烧结；将陶瓷加强块嵌入固定槽内。通过增材制造的方式生产陶瓷坯体，能够制造形状结构复杂的陶瓷坯体，并通过控制增材制造的建模的模型，增材制造的过程中，能够在所需的位置形成所需的固定槽，无需在陶瓷结构上加工出固定槽，也无需通过消失模的方式形成固定槽；通过对陶瓷坯体进行烧结，使得陶瓷坯体固化，以形成所需的陶瓷结构，通过将陶瓷加强块嵌入固定槽，陶瓷加强块能够增强陶瓷结构的局部的耐磨强度，减缓陶瓷结构的局部的磨损，避免陶瓷结构因为磨损而过早失效。

技术研发人员：李秋南,刘凯,姜晓灵,周波,李晨辉,汪红刚,吴急涛,阳白梅,陈敬,黄涛,王涛,宋健康,莫雪帆,郭正喜
受保护的技术使用者：汉江弘源襄阳碳化硅特种陶瓷有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17