采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法及模具.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CN107827466A(43)申请公布日2018.03.23(21)申请号201711209038.XB28B7/16(2006.01)(22)申请日2017.11.27B28B7/42(2006.01)(71)申请人朱胜利地址710038陕西省西安市灞桥区浐河东路南段6258号水岸东方一期8号楼2单元502室(72)发明人关小芬朱胜利朱宏吴中民强军锋郭庆功刘振宇王晓辉(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211代理人陈广民(51)Int.Cl.C04B35/573(2006.01)C04B35/622(2006.01)B28B7/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法及模具(57)摘要本发明属于材料学技术领域，具体涉及一种采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法及模具。该方法包括以下步骤：1)将均匀混合构成的混合料装入带有树脂扩散通道的模具内，混合料装填过程中对模具进行持续振动；混合料的成分中包含碳化硅粉体和碳素材料；2)混合料装满模具并压振密实后封闭模具，压振密实的方式是振实或者加压振实；3)将作为粘结剂的树脂注入模具内，使树脂渗入混合料内部的空隙中；4)加热使模具内的树脂固化后得到碳化硅陶瓷坯体；5)将碳化硅陶瓷坯体放入烧结炉内进行反应烧结得到碳化硅陶瓷制品。本发明采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷，不受碳化硅粉体颗粒大小的限制，能够满足许多碳化硅制品的使用品质要求。CN107827466ACN107827466A权利要求书1/2页1.一种采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将均匀混合构成的混合料装入带有树脂扩散通道的模具内，混合料装填过程中对模具进行持续振动；所述混合料的成分中包含碳化硅粉体和碳素材料；2)混合料装满模具并压振密实后封闭模具，压振密实的方式是振实或者加压振实；3)将作为粘结剂的树脂注入模具内，使树脂渗入混合料内部的空隙中；4)加热使模具内的树脂固化后得到碳化硅陶瓷坯体；5)将碳化硅陶瓷坯体放入烧结炉内进行反应烧结得到碳化硅陶瓷制品。2.根据权利要求1所述的采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于：所述混合料的成分中还包含减摩石墨，减摩石墨的质量分数小于20％。3.根据权利要求2所述的采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于：所述减摩石墨的颗粒粒径范围是0.5-250微米。4.根据权利要求1所述的采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于：步骤3)中向模具内注入树脂的方式是将树脂与助剂混合形成的浆料在大于3个大气压的压力作用下注入模具内，使树脂通过树脂扩散通道渗入混合料颗粒之间的空隙内；步骤3)中向模具内注入树脂以前，先用真空设备将模具内抽成真空，使模具内压力达到0至-0.09MPa之间；步骤4)中的加热方式是电阻加热、电磁加热或微波加热。5.根据权利要求1所述的采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于：步骤5)具体包括以下步骤：5.1)将碳化硅陶瓷坯体放置入烧结炉里，并用金属硅颗粒料将碳化硅陶瓷坯体围堆掩埋，然后关闭炉门；5.2)向烧结炉内充入保护气体，加热升温使树脂被热解、碳化成残炭；5.3)继续升温至1500-1800℃，使金属硅颗粒料熔化并渗入至碳化硅陶瓷坯体内，与碳化硅陶瓷坯体内的碳素材料反应生成新的碳化硅；新的碳化硅又与碳化硅陶瓷坯体内的原有碳化硅一同被烧结成碳化硅陶瓷材料，当碳化硅陶瓷坯体内的碳素材料被金属硅液反应消耗完后，缝隙内多余的金属硅液将留在缝隙内；5.4)反应结束后降温至常温，取出烧结成的制品，经修整后完成碳化硅陶瓷制品的制作。6.根据权利要求1所述的采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于：所述碳素材料包括石墨粉和/或碳粉，所述碳素材料的最大粒径小于5微米。7.根据权利要求1所述的采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于：在所述混合料中，碳素材料的质量分数为3-15％。8.根据权利要求1-7中任一所述的采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于：所述树脂扩散通道是通过将纤维编织物或者橡胶薄膜铺设在模具的部分成型腔壁上构成的。9.根据权利要求8所述的采用渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型方法，其特征在于：所述树脂是酚醛树脂、改性酚醛树脂或者混合有酚醛树脂的改性树脂。10.一种用于渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型模具，其特征在于：包括金属模具、非金属模具和上模具，所述非金属模具与支撑架安装于金属模具中，所述非金属模具与金属模具、上模具之间构成与待成型碳化硅陶瓷坯体形状匹配的成型腔；成型腔的内