[發明專利]SiAlON陶瓷及其制造方法

無效

• 申請號: 200680006428.0
• 申請日: 2006-02-03
• 公開（公告）號: CN101133001A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: R·L·耶克利
• 申請（專利權）人: 鈷碳化鎢硬質合金公司
• 主分類號: C04B35/00
• 分類號: C04B35/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李帆

發明背景

本發明涉及一種陶瓷材料及其制造方法，該陶瓷材料包含硅鋁氧氮化物(SiAlON)和稀土成分。

SiAlON材料具有許多應用，例如用于各種金屬切削應用中的刀頭(cutting?insert)和用于各種磨損應用的磨損件(例如，用于泵的柱塞桿、球頭柱塞坯(blank)、井下泵的單向閥坯、襯套、噴砂嘴以及其它磨損和沖擊應用)。公開SiAlON材料的代表性專利有Yeckley的美國專利No.4563433和Yeckley的美國專利No.4711644以及Yeckley的美國專利No.6693054。一篇討論SiAlON材料的文章是Izhevskiy等的“Progress?in?SiAlON?ceramics”，Journal?of?the?EuropeanCeramic?Society?20(2000)，第2275-2295頁。

SiAlON材料可含有α′(alpha?prime)相和β′(beta?prime)相，以及一種或多種其它相，例如玻璃態相和/或結晶相。α′SiAlON相可具有化學式M_xSi_12-(m+n)Al_m+nO_nN_16-n，其中M是Li、Ca、Y、Mg或者其它鑭系元素，并且其中x的理論最大值是2，n值范圍在大于0和小于或等于2.0之間，且m值范圍在大于或等于0.9和小于或等于3.5之間。β′SiAlON相可具有化學式Si_6-zAl_zO_zN_8-z，其中0＜z≤4.2。

上述Yeckley的美國專利No.6693054公開了一種含α′SiAlON相和β′SiAlON相的SiAlON材料。這種陶瓷材料中添加有鐿，因而α′SiAlON相的化學式為Yb_xSi_(m+n)Al_mO_nN_16m。在某些情況下，具有存在的玻璃態相或者結晶相。此外，Yeckley的美國專利No.6693054公開了一種用不含或者含有少量(即下限等于0重量％且上限等于約1.6重量％的量)β氮化硅的氮化硅起始粉體制造含鐿的α-βSiAlON的方法。

SiAlON材料可包含α′SiAlON相和β′SiAlON相，以及進一步含有分散在整個SiAlON基體中的碳化硅顆粒。Mehrotra等的美國專利No.4826791中公開了這樣的SiAlON材料。

Mehrotra等的美國專利No.5370716公開了一種包含β′SiAlON相的高Z-SiAlON材料。這種β′SiAlON相的化學式為Si_6-zAl_zO_zN_8-z，其中1＜z＜3。

Chen等的美國專利No.5908798公開了一種具有相對高比例(即大于存在的任何其它相)的α′SiAlON的SiAlON陶瓷。Chen等的這個′798專利列出了下列添加劑：Li、Mg、Ca、Y、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或者它們的混合物。更優選的添加劑是Nd、Yb、Sm、Y、Li或者它們的混合物。Chen等的這個′798專利中的每個實施例似乎都只使用了列表中指定的添加劑中的一種。Chen等的這個′798專利似乎使用了包含約93重量％的β氮化硅和約7重量％的α氮化硅的起始氮化硅粉體。Chen等似乎沒有提到由包括不含或者含少量(即下限等于0重量％且上限等于約1.6重量％的量)β氮化硅的氮化硅起始粉體的起始粉體混合物制成的SiAlON陶瓷。