[發明專利]自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210189035.5
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102701773A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 李小強;鄭東海;李元元;屈盛官;楊超
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C04B35/81
• 分類號: C04B35/81;C04B35/56;C04B35/622
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 盛佩珍

1.自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料，其特征在于：所述碳化鎢復合材料含氮化硅晶須、氧化釔與氧化鋁添加劑，其余為碳化鎢以及不可避免的雜質相；所述氮化硅晶須為原位自生β-Si₃N₄晶須，其質量百分比為3.7～18.6％；所述氧化釔添加劑的質量百分比為0.1～1.2％；所述氧化鋁添加劑的質量百分比為0.1～1.2％。

2.根據權利要求1所述的自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料，其特征在于：所述原位自生β-Si₃N₄晶須的長徑比≥3。

3.自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟及其工藝條件：

步驟一：備料

將WC、α-Si₃N₄、Al₂O₃、Y₂O₃粉末按下述質量百分比配比原料粉末：WC?80～95％，α-Si₃N₄4.6～18.6％，Y₂O₃0.1～1.2％，Al₂O₃0.1～1.2％，其中Y₂O₃+Al₂O₃≥0.4％，其余為不可避免的微量雜質；

步驟二：粉末混合

將上述原料粉末置于有機或無機溶劑中進行濕式低能球磨，制得混合漿料；

步驟三：粉末干燥與過篩

將上述混合漿料置于干燥爐內烘干至溶劑殘余量≤1％，然后碾碎、過篩，得到顆粒尺寸≤250μm的混合粉末；

步驟四：燒結混合粉末

采用放電等離子燒結技術對上述混合粉末進行成型和燒結。

4.根據權利要求3所述的自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料的制備方法，其特征在于：所述Al₂O₃+Y₂O₃與α-Si₃N₄的質量比≥7/93。

5.根據權利要求3所述的自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑為乙醇，無機溶劑為水。

6.根據權利要求3所述的自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料的制備方法，其特征在于：所述放電等離子燒結為一步燒結工藝或兩步燒結工藝。

7.根據權利要求6所述的自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料的制備方法，其特征在于：所述一步燒結工藝條件如下：

燒結電流類型為直流脈沖電流，

燒結壓力：30～70MPa，

燒結升溫速率：50～300℃/min，

燒結溫度：1700～1900℃，

燒結保溫時間：0～20min，

燒結真空度：≤4Pa。

8.根據權利要求3所述的自生氮化硅晶須增韌碳化鎢復合材料的制備方法，其特征在于：所述兩步燒結工藝條件如下：

第一步：

燒結電流類型為直流脈沖電流，

燒結壓力：30～70MPa，

燒結升溫速率：50～300℃/min，

燒結溫度：1700～1750℃，

燒結保溫時間：0min，

燒結真空度：≤4Pa；

第二步：

燒結電流類型為直流脈沖電流，

燒結壓力：30～70MPa，

降溫速率：50～100℃/min，

燒結溫度：1450～1600℃，

燒結保溫時間：10～30min，

燒結真空度：≤4Pa。