一种氮化硅陶瓷及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107879747A(43)申请公布日2018.04.06(21)申请号201711209996.7(22)申请日2017.11.28(71)申请人上海骏宇陶塑制品有限公司地址201418上海市奉贤区海湾经济小区（2－27号）(72)发明人周宇(51)Int.Cl.C04B35/584(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种氮化硅陶瓷及其制备方法(57)摘要本发明采取了一种有别于传统配方的，添加三种不同稀土原料的制备方法成功烧结出接近理论密度的致密氮化硅材料，在此基础上不但降低了烧结温度，产品物理性能还有提高。配料包括：Al2O3：4％-7％，Y2O3：0.8％-1％，CeO2：0.3％-0.5％，Sm2O3：0.4％-0.5％，Si3N4陶瓷粉：91％-94％。本发明还提供了利用该配方制备氮化硅产品的方法，制得的产品能在750℃-900℃环境下长期使用。CN107879747ACN107879747A权利要求书1/1页1.一种氮化硅陶瓷，包括复合混合粉体、分散剂和粘结剂，其特征在于，所述复合混合粉体按质量百分比，包括以下组分：所述分散剂的质量为复合混合粉体的0.8-1.2％，所述粘结剂与复合混合粉体的质量比为0.8-1：1。2.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述分散剂为晶体状四甲基氢氧化铵。3.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷，其特征在于，所述粘结剂为PVB的乙醇溶液，乙醇溶液中PVB的质量浓度为1％-2％。4.权利要求1所述的氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备复合造粒粉体：按质量百分比称取各组分，装入到以乙醇为球磨介质的搅拌球磨机中进行球磨，将球磨后的粉料喷雾造粒；(2)初制备素坯：将复合造粒粉体在液压机下压制成型，模具为经过热处理的钢模；(3)制备成品素坯：将压制后的素坯用硅胶薄膜包好，在等静压机中压制并保压，等静压机的介质为水；(4)制备预烧结体：成品素坯进入真空炉预烧结，从室温升温到500-700℃，保温700-900分钟后降温，停真空泵，出炉，即成；(5)制备最终产品：预烧结体进入气压烧结炉，从室温升温到1300-1450℃，保温50-70分钟，充氮气至炉压为2.8-3.3MPa，再升温至1700-1800℃，保温100-150分钟后降温，出炉，即成。5.根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(1)中，球磨18～20小时。6.根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(1)中，造粒时的控制参数为：真空度-0.2--0MPa，干燥温度100～120℃，时间为2～4小时。7.根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(2)中，液压机为100T，以每平方厘米1T的压力压制，压制时保压时间为4-6秒。8.根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(3)中，在等静压机中以每平方厘米2T的压力保压50-70S。9.根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(4)中，从室温升温到500-700℃用时500-700分钟，真空炉中的真空度1.0～1.5×10-2Pa，停真空泵时需炉内温度降至100℃以下。10.根据权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(5)中，从室温匀速升温到1300-1450℃用时900-1500分钟，保温时气压烧结炉中真空度为0.3×10-2-0.5×10-2Pa，再升温至1700-1800℃用时160-200分钟，最终降温至85-95℃。2CN107879747A说明书1/4页一种氮化硅陶瓷及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种氮化硅陶瓷及其制备方法，属于无机非金属材料制备领域。背景技术[0002]氮化硅陶瓷是一种共价键化合物，本身是种极难烧结的材料，按照传统流程工艺(添加Y2O3一种稀土原料)烧结在接近2000摄氏度的高温，10MPa的压力下才能烧结成品。生产成本非常昂贵，对原材料的α晶体含量(化学活性)要求极高。后来材料界在引入两种稀土添加剂(Y2O3和La2O3)后，虽然降低了烧结温度(1900摄氏度)，仍然存在对氮化硅原料要求过高，液相含量高进而影响材料的高温性能。发明内容[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种全新的氮化硅陶瓷制备配方和生产方式。通过添加组合三种稀土粉料的全新配方，不仅使得气压烧结的温度降低到1780摄氏度，烧结气压降低到3Mpa，仍然得出致密的氮化硅陶瓷。[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种氮化硅陶瓷，包括复合混合粉体、分散剂和粘结剂，所述复合混合粉体按质量百分比，包括以下组分：[0005][0006][0007]所述分散剂的质量为复合混合粉体的0.8-1.2％，所述粘结剂与复