一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法与流程

本发明涉及激光加工和陶瓷制备，具体为一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法。

背景技术：

1、激光选区熔化成形技术是一种先进的制造工艺用在金属材料上进行高精度、高效率且具有可重复性的加工过程，它的基本原理是利用激光束的高能量密度，将金属材料局部加热溶化，然后控制激光束的路径和强度，使其在特定区域内凝固成所需的形状；

2、氮化硅陶瓷具有优异的耐高温、耐腐蚀、高强度和良好的导热性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子、半导体等领域。

3、传统的氮化硅陶瓷制备方法，如热压烧结、无压烧结等，存在生产周期长、生产成本高、材料致密度低等问题。因此，开发一种新型的氮化硅陶瓷制备方法具有重要意义。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，从而克服当前实际应用中的不足。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，用以解决上述背景技术提出的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，包括：

3、步骤一：将氮化硅粉末、烧结助剂和粘结剂按比例混合到搅拌装置中，得到氮化硅陶瓷浆料；

4、步骤二：将氮化硅陶瓷浆料涂抹在基材上，形成待烧结层，利用激光装置对待烧结层进行选区烧结；

5、步骤三：重复步骤二的操作，直至得到所需形状与厚度的氮化硅陶瓷。

6、优选的，所述步骤一中的烧结助剂包括：氧化铝、氧化钇。

7、优选的，所述步骤一中的粘结剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸酯。

8、优选的，所述步骤二中的激光装置可选用二氧化碳激光器。

9、优选的，所述搅拌装置右侧固定安装在激光装置，皮带传送组件贯穿所述搅拌装置和激光装置，且所述皮带传送组件的传动方向为从左到右，所述皮带传送组件底端固定安装在底座上。

10、优选的，所述搅拌装置包括：搅拌箱，所述搅拌箱顶端设置有进料口，且所述进料口的输入端与搅拌腔连通，所述搅拌腔右侧设有驱动腔，驱动电机一固定端固定安装在驱动腔顶端内壁上，且所述驱动电机一的输出端固定安装有蜗杆，所述蜗杆另一端转动连接在驱动腔底端内壁上，蜗杆与两组蜗轮配合连接，且所述蜗轮固定安装在两组转轴一上，且转轴一一端转动连接在驱动腔内壁上，且所述转轴一另一端贯穿搅拌腔并转动连接在其内壁上，且位于搅拌腔所在转轴一上固定安装有若干搅拌杆。

11、优选的，所述步骤二中的氮化硅陶瓷浆料通过涂抹机构进行涂抹，所述涂抹机构设置在所述搅拌箱内部底端，并与所述搅拌装置连接，所述涂抹机构包括：

12、腔体一，所述腔体一顶端与所述搅拌腔之间通过通孔一连接，且所述通孔一内设有电磁阀门，且所述腔体一底端与若干连接软管一端连通，且所述连接软管另一端贯穿腔体一与涂抹杆连接，且连接软管两侧对称设置有缓冲组件；

13、所述缓冲组件包括：滑块一，所述滑块一前后滑动连接在搅拌箱所设滑槽一内，且所述滑块一前后两端固定安装在复位弹簧一一端，复位弹簧一另一端固定安装在滑槽一内壁上，短杆一一段铰接在滑块一上，滑块一另一端铰接在涂抹杆上。

14、优选的，所述激光装置右侧还固定安装有陶瓷打磨装置，所述陶瓷打磨装置包括：

15、打磨箱，所述打磨箱左端与所述激光装置固定连接，双向驱动电机固定安装在连接板上，且所述连接板前后两端固定安装在打磨箱所设腔体二内壁上，所述双向驱动电机的前后两端输出轴固定安装有转轴二，所述转轴二上固定安装有锥齿轮一，所述锥齿轮一与锥齿轮二啮合，且所述锥齿轮二底端固定安装在螺纹杆的一端，所述螺纹杆的另一端贯穿连接板并与腔体二底端内壁转动连接，且所述螺纹杆上螺纹连接有滑块二，所述滑块二之间固定安装有连接杆一，且所述连接杆一前后两端贯穿腔体二与陶瓷固定机构连接，连接杆三一端与连接杆一固定连接，所述连接杆二另一端贯穿储液箱和腔体二与打磨机连接，所述打磨机与陶瓷顶端接触，所述连接杆一底端所述腔体二内壁上还设置有打磨清洗机构。

16、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤一中的烧结助剂包括：氧化铝、氧化钇。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤一中的粘结剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸酯。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤二中的激光装置(1)可选用二氧化碳激光器。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述搅拌装置右侧固定安装在激光装置(1)，皮带传送组件(2)贯穿所述搅拌装置和激光装置(1)，且所述皮带传送组件(2)的传动方向为从左到右，所述皮带传送组件(2)底端固定安装在底座(21)上。

6.根据权利要求5所述的一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述搅拌装置包括：搅拌箱(3)，所述搅拌箱(3)顶端设置有进料口(4)，且所述进料口(4)的输入端与搅拌腔(5)连通，所述搅拌腔(5)右侧设有驱动腔(6)，驱动电机一(7)固定端固定安装在驱动腔(6)顶端内壁上，且所述驱动电机一(7)的输出端固定安装有蜗杆(8)，所述蜗杆(8)另一端转动连接在驱动腔(6)底端内壁上，蜗杆(8)与两组蜗轮(9)配合连接，且所述蜗轮(9)固定安装在两组转轴一(10)上，且转轴一(10)一端转动连接在驱动腔(6)内壁上，且所述转轴一(10)另一端贯穿搅拌腔(5)并转动连接在其内壁上，且位于搅拌腔(5)所在转轴一(10)上固定安装有若干搅拌杆(11)。

7.根据权利要求1所述的一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤二中的氮化硅陶瓷浆料通过涂抹机构进行涂抹，所述涂抹机构设置在所述搅拌箱(3)内部底端，并与所述搅拌装置连接，所述涂抹机构包括：

8.根据权利要求5所述的一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述激光装置(1)右侧还固定安装有陶瓷打磨装置，所述陶瓷打磨装置包括：

技术总结
本发明提供了一种基于激光选区烧结制备氮化硅陶瓷的方法，涉及激光加工和陶瓷制备技术领域，包括：将氮化硅粉末、烧结助剂和粘结剂按比例混合到搅拌装置中，得到氮化硅陶瓷浆料；将氮化硅陶瓷浆料涂抹在基材上，形成待烧结层，利用激光装置对待烧结层进行选区烧结；重复上述操作，直至得到所需形状与厚度的氮化硅陶瓷。通过设置利用激光装置，有效的改善了背景技术提出的：传统的氮化硅陶瓷制备方法，如热压烧结、无压烧结等，存在生产周期长、生产成本高、材料致密度低等的技术问题。

技术研发人员：谭庆文,朱福林,许滔,汤娜,姜杰英
受保护的技术使用者：衡阳凯新特种材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24