一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料及其制备方法和应用.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CN114315374A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210116517.1(22)申请日2022.02.07(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园(72)发明人陈威刘星宇赵自强朱朝龙成坤刘宣彤吴晨静徐恩光(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人王艾华(51)Int.Cl.C04B35/584(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/626(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料及其制备方法和应用，包括质量分数为2‑3％的纳米木质素粉体，质量分数为4‑5％的氧化钇粉末和质量分数为5‑6％的氧化铝粉末，质量分数为87‑88％的氮化硅粉末；纳米木质素粉体、氧化钇粉末、氧化铝粉末和氮化硅粉末混合均匀后在1700℃下进行烧结，形成氮化硅基复合陶瓷材料；纳米木质素粉体从农林生物质中分离得到，纳米木质素粉体的粒径为30～160nm。其制备工艺简单，制备周期短，所制备的新型的氮化硅基复合陶瓷材料的各项力学性能都得到了提高。CN114315374ACN114315374A权利要求书1/1页1.一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料，其特征在于，包括质量分数为2‑3％的纳米木质素粉体，质量分数为4‑5％的氧化钇粉末和质量分数为5‑6％的氧化铝粉末，质量分数为87‑88％的氮化硅粉末；纳米木质素粉体、氧化钇粉末、氧化铝粉末和氮化硅粉末混合均匀后在1700℃下进行烧结，形成氮化硅基复合陶瓷材料；所述纳米木质素粉体从农林生物质中分离得到，纳米木质素粉体的粒径为30～160nm。2.根据权利要求1所述的一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料，其特征在于，所述纳米木质素粉体通过深度共熔溶剂从杨木中提取得到。3.一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤1，对农林生物质进行分级分离处理，得到纳米木质素；步骤2，称取质量分数为2‑3％的纳米木质素粉体，质量分数为4‑5％的氧化钇粉末和质量分数为5‑6％的氧化铝粉末，质量分数为86‑88％的氮化硅粉末；混合均匀后干燥得到复合粉料；步骤3，将混合均匀的复合粉料装入模具中预压，并在1700℃下进行烧结，得到氮化硅基复合陶瓷材料。4.根据权利要求3所述的一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，将农林生物质与DES溶液混合反应后进行分级分离处理，得到纳米木质素；所述DES溶液为氯化胆碱和乳酸混合形成。5.根据权利要求3所述的一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述氧化钇粉末和氧化铝粉末的总质量分数为10％。6.根据权利要求3所述的一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，在进行预压前，将复合粉料采用筛分仪进行筛分，得到粒径均匀的复合粉料。7.根据权利要求6所述的一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述筛分仪中的筛网目数为80目。8.根据权利要求3所述的一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述模具为石墨模具。9.一种如权利要求l所述的新型的氮化硅基复合陶瓷材料的应用，其特征在于，所述新型的氮化硅基复合陶瓷材料应用在工程领域。2CN114315374A说明书1/4页一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于工程陶瓷复合材料技术领域，具体属于一种新型的氮化硅基复合陶瓷材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着社会的发展，科技的进步，全球环境污染、资源与能源短缺问题越来越严重。生物质是一种天然聚合物的清洁可再生资源，并由于其优越的能源来源和碳中和性，在清洁能源的发展中扮演着重要的角色。木质素是从生物质中提取的丰富聚合物，但长期以来一直被作为造纸工业废弃物被丢弃或进行低值化应用。当今，随着人们对环境有着日益密切的关注和可持续发展。未被充分利用的木质素资源激发了不同领域的研究人员的热情，如能源、材料、医学和化学等邻域。[0003]氮化硅被认为是最好的陶瓷材料之一，由于其优良的性能，已广泛应用于制造涡轮发动机、隔热器等各种机械和刀具。陶瓷材料的优良力学性能和独特的红硬度使这些材料成为切割难加工材料的首选工具材料。并且，由于氮化硅陶瓷材料具有较高的硬度、弯曲强度和导热性，这使得氮化硅应用在许多的工程领域中。然而，目前可用的氮化硅的相对密度和力学性能还不够高，而且仍然存在一些缺陷。发明内容[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种新型的