一种无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法.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CN106431414A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201610871057.8(22)申请日2016.09.29(71)申请人连云港东渡碳化硅有限公司地址222300江苏省连云港市东海县西开发区吉祥路号(72)发明人陈涵黄威刘峰(74)专利代理机构北京思创大成知识产权代理有限公司11614代理人尹慧晶(51)Int.Cl.C04B35/565(2006.01)C04B35/634(2006.01)C04B35/64(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法(57)摘要本发明公开了一种无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，该方法以SiC粉体、二氧化硅、氧化铝、三氧化二钇、稀土氧化物和晶种为原料，通过分步分散和复合分散剂来实现各种烧结助剂成分与碳化硅粉体均匀，该方法可满足在无压烧结条件下以较少的烧结助剂添加量来制备致密碳化硅陶瓷的需要。能显著减少SiC陶瓷体中残留的玻璃相含量，提高陶瓷体的强度、韧性、热导率性等性能。CN106431414ACN106431414A权利要求书1/1页1.一种无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于以SiC粉体、二氧化硅、氧化铝、三氧化二钇、稀土氧化物和晶种为原料，包括以下步骤：(1)将SiC粉体、聚合物电解质分散剂、水混合均匀，得到SiC料浆；(2)将二氧化硅、氧化铝、三氧化二钇分别加聚合物电解质分散剂和水，混合均匀，制得三种料浆，再将三种料浆混合均匀，获得烧结助剂料浆；(3)将SiC料浆、烧结助剂料浆混合，并加入稀土氧化物、晶种、小分子型分散剂，混合均匀成为原料料浆；(4)在原料料浆中加入聚乙二醇，混合均匀，通过喷雾干燥制得造粒粉料，经100～300MPa压制成型为坯体，再将坯体用与原料相同的SiC粉体完全覆盖，于N2或Ar气氛中1750～1950℃条件下烧成，得到SiC陶瓷制品。2.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于所述二氧化硅为中位径D50≤1.5μm的石英玻璃粉、气相二氧化硅、中位径D50≤1.5μm的超细硅微粉中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于所述稀土氧化物氧化镧、氧化铈、氧化钐中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于所述晶种为促进高温液相在冷却过程中结晶的超细晶态粉体为莫来石、钇铝石榴石、铝酸钇中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于SiC、二氧化硅、氧化铝、三氧化二钇、稀土氧化物、晶种的质量比范围为85～95:0.5～2:1～10:1～8:0.5～2:0～4。6.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于二氧化硅、氧化铝、三氧化二钇分别与水的质量比为1:0.5～1；SiC与水的质量比为1:0.5～1。7.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于所述聚合物电解质分散剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、聚氧乙烯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸中的一种或多种混合，优选聚合物电解质分散剂为聚丙烯酸铵或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种以任意比例混合。8.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于所述小分子型分散剂为柠檬酸、六偏磷酸钠、碳酸钠、水玻璃、单宁酸、腐殖质酸中的一种或多种混合；优选小分子型分散剂为六偏磷酸钠或柠檬酸中的一种或两种任意比例混合。9.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于所述SiC粉体中位径D50≤1.5μm。10.根据权利要求1所述的无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于SiC粉体与聚合物电解质分散剂的质量比为1:0.005～0.01；二氧化硅、氧化铝或三氧化二钇粉体分别与聚合物电解质分散剂的质量比为1:0.005～0.02；原料料浆中全部粉体原料与小分子分散剂的质量比为1:0.002～0.05。2CN106431414A说明书1/5页一种无压烧结碳化硅陶瓷的制备方法技术领域[0001]本发明属于材料技术领域，具体涉及一种无压烧结碳化硅陶瓷材料的制备方法，该方法具体提供了一种碳化硅陶瓷烧结助剂配方，以及通过分步分散和复合分散剂来实现各种烧结助剂成分与碳化硅粉体均匀混合的粉料制备技术，可满足在无压烧结条件下以较少的烧结助剂添加量来制备致密碳化硅陶瓷的需要。背景技术[0002]碳化硅(SiC)陶瓷是一种具有优良力学性能(室温及高温强度高、硬度大、耐磨性好)、热学性能(导热率高、热膨胀系数小、抗热震性好)和化学稳定性(耐酸碱腐蚀、抗氧化性好)的高技术陶瓷材料，在能源、化工、机械、电子、宇航、国