[發明專利]硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310625254.8
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103588483A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 楊治華;賈德昌;胡成川;段小明;王勝金;梁斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C04B35/515
• 分類號: C04B35/515;C04B35/622
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料，其特征在于硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料是以硅粉、石墨粉、六方氮化硼粉、鋯粉和硼粉為原料，經球磨混合以及熱壓燒結而成；所述的原料中硅粉與石墨粉的摩爾比為2:3，石墨粉與六方氮化硼粉的摩爾比為3:1，鋯粉與硼粉的摩爾比為1:2，石墨粉與鋯粉摩爾比為(1～10):1，石墨粉與硼粉的摩爾比為(0.5～8):1；所述的硅粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的石墨粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的六方氮化硼粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的鋯粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的硼粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～100μm。

2.如權利要求1所述的硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料的制備方法按以下步驟進行：

一、稱取各組分：稱取硅粉、石墨粉、六方氮化硼粉、鋯粉和硼粉作為原料，所述的原料中硅粉與石墨粉的摩爾比為2:3，石墨粉與六方氮化硼粉的摩爾比為3:1，鋯粉與硼粉的摩爾比為1:2，石墨粉與鋯粉摩爾比為(1～10):1，石墨粉與硼粉的摩爾比為(0.5～8):1；其中所述的硅粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的石墨粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的六方氮化硼粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的鋯粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的硼粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～100μm；

二、球磨：將步驟一稱取的原料放入到球磨罐中，球料比為(10～100):1，在氬氣保護下進行球磨1h～50h，得到非晶態復合粉末；所述的球料比為磨球與步驟一稱取的原料的質量比，所述的磨球直徑為3mm～12mm；

三、熱壓燒結：將步驟二得到的非晶態復合粉末進行熱壓燒結，即得到硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料。

3.根據權利要求2所述的硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟二中將步驟一稱取的原料放入到球磨罐中，球料比為(10～90):1，在氬氣保護下進行球磨15h～35h，得到非晶態復合粉末；所述的球料比為磨球與步驟一稱取的原料的質量比，所述的磨球直徑為5mm～8mm。

4.根據權利要求2所述的硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中熱壓燒結的燒結條件為：燒結溫度為1400℃～2000℃，壓力為10MPa～50MPa，燒結氣氛為真空或氮氣，燒結保溫時間為10min～60min。

5.根據權利要求2所述的硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中熱壓燒結的燒結條件為：燒結溫度為1600℃～1800℃，壓力為15MPa～35MPa，燒結氣氛為真空或氮氣，燒結保溫時間為20min～40min。

6.硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料，其特征在于硅硼碳氮鋯陶瓷復合材料是以硅粉、石墨粉、六方氮化硼粉、鋯粉和硼粉為原料，經球磨混合以及熱壓燒結而成；所述的硅粉：石墨粉：六方氮化硼粉：鋯粉：硼粉的摩爾比為2:3:1:0.5:1；所述的硅粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的石墨粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的六方氮化硼粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的鋯粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～20μm；所述的硼粉的純度為99%～99.9%，粒徑為1μm～100μm。