[發(fā)明專利]氮化硅材料及其制備方法和氮化硅發(fā)熱器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010271873.8
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101913879A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁田;張偉儒;彭珍珍;劉文彬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中材人工晶體研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/622;H05B3/14
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

1.一種氮化硅材料，其特征在于，所述氮化硅材料由以下重量百分比的各原料組成：氮化硅粉78%～98%、三氧化二鋁0.2%～9%、三氧化二釔0.2%～9%和碳化鎢0.05%～5%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硅材料，其特征在于，所述氮化硅粉的平均粒徑為0.1～6μm，所述三氧化二鋁的平均粒徑為＜6μm，所述三氧化二釔的平均粒徑為＜8μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硅材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）．按以下重量百分比稱取各原料：氮化硅粉78%～98%、三氧化二鋁0.2%～9%、三氧化二釔0.2%～9%和碳化鎢0.05%～5%，置入容器中，加研磨劑和研磨介質(zhì)，放入球磨機(jī)中球磨攪拌8～40小時；

2）將球磨好的料漿過30目篩，然后置入烘箱，于溫度50～120℃，干燥4～20小時，得到粉料后，將粉料裝入球形橡膠模具中在壓力30MPa～120MPa下冷等靜壓造粒，粉碎，再過篩，即得氮化硅材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮化硅材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中，料漿干燥8～12小時，得到粉料后，將粉料裝入球形橡膠模具中在壓力80MPa冷等靜壓造粒，干燥后得到平均粒徑為80～120μm的粉料。

5.一種氮化硅發(fā)熱器件，所述發(fā)熱器件包括電阻發(fā)熱體和基體，其特征在于，所述電阻發(fā)熱體排列在基體表面或內(nèi)部，所述基體為氮化硅材料基體，所述電阻發(fā)熱體為鎢絲、鉬絲或?qū)щ婓w的漿液發(fā)熱體，所述氮化硅材料基體由權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的氮化硅材料制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化硅發(fā)熱器件，其特征在于，所述導(dǎo)電體的漿液發(fā)熱體包括:導(dǎo)電介質(zhì)、環(huán)氧樹脂、酒精和纖維素增稠劑，所述導(dǎo)電介質(zhì)為金屬顆粒、碳化鎢或硅化鉬。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮化硅發(fā)熱器件，其特征在于，所述金屬顆粒為金、銀、鉑、鈀、鉛、鎢、鉬或鎳的顆粒，所述金屬顆粒的平均粒徑為0.1～100μm。

8.一種氮化硅發(fā)熱器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A．將氮化硅材料放入預(yù)制好的模具中作為基體，再將電阻發(fā)熱體按預(yù)制的形狀和位置置入，于壓力60～200MPa下，干壓或冷等靜壓壓制成型，得到生坯；

B．將得到的生坯經(jīng)車床或磨床加工成預(yù)制的形狀，放入爐內(nèi)進(jìn)行氣氛壓力燒結(jié)，即得發(fā)熱器件。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化硅發(fā)熱器件的制備方法，其特征在于，所述步驟1）為將導(dǎo)電漿液按預(yù)制的形狀布料到基體上，所述基體上層壓氧化物，進(jìn)行煅燒，得到金屬顆粒燒結(jié)在上面而成的生坯。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化硅發(fā)熱器件的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中燒結(jié)的具體過程為：在2小時之內(nèi)將溫度升至1000～1100℃，再將壓力加至0.1～0.3MPa，繼續(xù)升溫到1300℃，升溫過程中繼續(xù)加壓到0.7～1MPa，恒溫保壓0.5～1小時，然后將溫度升至1500～1640℃同時繼續(xù)加壓到2～3MPa，保溫保壓1小時，繼續(xù)升溫到1750℃，保溫保壓1小時，再升溫至1800～1850℃，壓力達(dá)到5～6MPa，保溫2小時，然后停止加溫，卸壓在8小時后溫度降至140℃，自然冷卻至室溫，得到成品。