一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法.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CN113213945A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202011635366.8(22)申请日2020.12.31(71)申请人兆山科技（北京）有限公司地址101300北京市顺义区高丽营镇金马园二街164号(72)发明人邰召山(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人乐俊(51)Int.Cl.C04B35/584(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/645(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法(57)摘要本发明公开了一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，包括以下步骤：步骤一、原料混合：使用二氧化硅作为基质，加入氮化硅和碳化硅，得到混合材料；步骤二、混合材料处理：将上述混合材料进行研磨、干燥、过筛，并置于石墨模具中，进行预压；步骤三、制成符合陶瓷：将上述混合材料的石墨模具在热压炉中通氮气气氛烧结，冷却脱模后进行抛光。本发明的有益效果是：本发明设计了一种基于气氛烧结法制备的氮化硅材料，通过优化配方和工艺参数，制得的氮化硅相比现有的氮化硅陶瓷材料具有耐磨性好、尺寸均匀、成品率高等优点；制备的氮化硅耐磨片具有强度高、韧性好、耐冲击和耐磨性好，而且表面光洁，棱角完整。CN113213945ACN113213945A权利要求书1/1页1.一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、原料混合：使用二氧化硅作为基质，加入氮化硅和碳化硅，得到混合材料；步骤二、混合材料处理：将上述混合材料进行研磨、干燥、过筛，并置于石墨模具中，进行预压；步骤三、制成符合陶瓷：将上述混合材料的石墨模具在热压炉中通氮气气氛烧结，冷却脱模后进行抛光。2.根据权利要求1所述的一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，其特征在于，所述氮化硅、碳化硅和二氧化硅由以下重量份数制成：氮化硅85‑92；碳化硅2‑4份；二氧化硅6‑10份。3.根据权利要求1所述的一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，其特征在于，在步骤二中，混合材料用乙醇作为介质进行行星式球磨12‑48小时，取出干燥后进行研磨，干燥温度为200‑220℃，干燥时间为4‑6h，并在250目筛网中过筛，最后置于石墨模具中，在台式粉末干压机上预压，压力为1‑2MPa。4.根据权利要求3所述的一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，其特征在于，在石墨模具的套筒内壁和上下压头各垫一层碳纸，以避免石墨模具和混合材料直接接触。5.根据权利要求1所述的一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，其特征在于，在步骤三中，进行氮气气氛烧结时，压力为40MPa，烧结温度为1200‑1400℃，保温时间为45‑60min。6.根据权利要求1所述的一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，其特征在于，在步骤一中，需要对混合材料进行塑封，并在90‑150MPa条件下进行冷等静压处理，保压时间为30‑70s。2CN113213945A说明书1/3页一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法。背景技术[0002]目前常用的耐磨陶瓷材料是氧化铝Al2O3陶瓷，氧化铝Al2O3陶瓷具有良好的绝缘性、化学稳定性、力学性能和低的价格。Si3N4陶瓷与Al2O3陶瓷相比，具有不可替代的优势，Si3N4陶瓷的抗弯强度高达600‑1000MPa，而Al2O3陶瓷的抗弯强度约为300MPa，因此Si3N4陶瓷的抗弯强度是Al2O3陶瓷的抗弯强度的两倍以上，抗冲击性更优，Si3N4陶瓷的密度为33.2g/cm3比Al2O3陶瓷的密度(3.64g/cm)要小。[0003]现有的技术方案中对原料进行球磨处理后再利用喷雾造粒机进行造粒，采用该方法可以得到粒径分布均匀的氮化硅混合物，但是在喷雾造粒过程中，氮化硅混合物的粒径的均匀性受造粒的温度、压力、供料速度以及搅拌时间影响较大。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，制得的氮化硅相比现有的氮化硅陶瓷材料具有耐磨性好、尺寸均匀、成品率高等优点；具有强度高、韧性好、耐冲击和耐磨性好，而且表面光洁，棱角完整。[0005]本发明的技术方案是这样实现的：[0006]一种利用气氛烧结制备高熵硼陶瓷的方法，包括以下步骤：[0007]步骤一、原料混合：使用二氧化硅作为基质，加入氮化硅和碳化硅，得到混合材料；[0008]步骤二、混合材料处理：将上述混合材料进行研磨、干燥、过筛，并置于石墨模具中，进行预压；[0009]步骤三、制成符合陶瓷：将上述混合材料的石墨模具在热压炉中通氮气气氛烧结，冷却脱模后