[發明專利]一種氮化硅陶瓷的制備方法

無效

• 申請號: 201410287986.5
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104072151A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 付偉峰;竇濤
• 申請（專利權）人: 中材高新成都能源技術有限公司
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/622
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙麗

技術領域

本發明屬于工程陶瓷材料領域，涉及一種陶瓷的制備，具體涉及一種氮化硅陶瓷的制備方法。

背景技術

工程陶瓷，又叫氮化硅陶瓷或高強度陶瓷，是以硅粉為原料，分別采用反應燒結和熱壓兩種工藝方法制造而成。它幾乎具備了現代陶瓷家族中的一切長處，強度一般都很高，具有極其優良的耐磨性和耐化學腐蝕，還是一種很好的電絕緣材料。

工程結構上使用的陶瓷稱為工程陶瓷，它主要在高溫下使用，也稱高溫結構陶瓷。這類陶瓷具有在高溫下強度高、硬度大、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損、耐燒蝕等優點，是空間技術、軍事技術、原子能、工業及化工設備等領域中的重要材料。

工程陶瓷有許多種類，但目前世界上研究最多，認為最有發展前途的是氯化硅、碳化硅和增韌氧化物三類材料。

陶瓷工作表面耐磨性是錳鋼的100倍以上，高鉻鑄鐵的20倍以上；比耐磨橡膠高幾倍至幾十倍以上。陶瓷金屬結合強度達到300kg/㎝2使用溫度可達500℃。?使用耐磨陶瓷制造的設備，使用壽命可提高五倍以上，性能價格比可提高3倍以上。

在空間技術領域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強度高、重量輕且長壽的結構材料和防護材料，在這方面，結構陶瓷占有絕對優勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳-石英復合燒蝕材料已成功地應用于發射和回收人造地球衛星。未來空間技術的發展將更加依賴于新型結構材料的應用，在這方面結構陶瓷尤其是陶瓷基復合材料和碳/碳復合材料遠遠優于其他材料。

“氮化硅陶瓷”是以硅粉為原料，分別采用反應燒結和熱壓兩種工藝方法制造而成。第一種方法是，先把硅粉制作所需生坯，然后在1200℃的高溫中讓其與氮氣初步氮化。初步氮化了的毛坯經過修制加工后，再放在1350-1450℃的高溫下進行第二次氮化，從而制出了氮化硅陶瓷。這種方法叫做反應燒結氮化硅。用這一方法制出的陶瓷器件有個特點，即不會收縮，精度很高。第二種方法是先把硅粉氮化做成氮化硅粉末，再加入少量的氧化鎂，置于模具里，在1700-1800℃的高溫下施加二、三百個大氣壓力熱壓而成。后者是氣孔率接近于零的致密陶瓷，前者則含有較多氣孔。

如中國專利申請：申請號為：200810067548.2，申請名稱為：一種氮化硅陶瓷的制備方法及由該方法制備的氮化硅陶瓷，公開了一種氮化硅陶瓷注射成型方法，其氮化硅陶瓷注射成型的溫度為140℃之上。4、中國專利申請200810067548.2“一種氮化硅陶瓷的制備方法及由該方法制備的氮化硅陶瓷”公開了一種氮化硅陶瓷注射成型方法，其氮化硅陶瓷注射成型的溫度為140℃之上。

????現有技術中的注射溫度一般都在140度之上，這樣對模具和坯體的損傷較大，并且高溫還會給環境帶來較大的污染。

發明內容

????為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種氮化硅陶瓷的制備方法。

一種氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

a.將氮化硅粉、碳化硅粉、燒結助劑、表面活性劑、水和有機溶劑混合之后干燥；

b.將步驟a得到的混合物加入碾磨機，進行粉碎操作，最后得到粉狀混合物；

c.向由步驟b中得到的粉狀混合物中加入有機粘結劑和水，攪拌、混合；

d．將由步驟C得到的混合物進行過濾，篩選；

e．將步驟d得到的混合物料在135～150℃、15～18Mpa、ph值在7~9之間的時候，下注射成型，得到坯體。

所述的一種氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟a.將氮化硅粉或碳化硅粉85~125份、燒結助劑16~32份、表面活性劑7~15份，水10~15份，于有機溶劑中混合、干燥，其中，氮化硅粉或碳化硅粉、燒結助劑及表面活性劑的重量份數之和與有機溶劑與水的重量份數之比為1:3～1:6；所述步驟b．往由步驟a得到的混合物中加入碾磨機，進行粉碎操作，最后得到粉狀的混合物，所述步驟c．向由步驟b中得到的粉狀混合物中加入有機粘結劑11～25份和水10-15份，攪拌，混合；所述步驟d．將由步驟C得到的混合物進行過濾，篩選；所述步驟e．將步驟d得到的混合物料在135～150℃、15～18Mpa、ph值在7~9之間的時候，下注射成型，得到坯體，優選注射成型時間為4~5分鐘。

所述的一種氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，在所述步驟a中，所述氮化硅粉的粒徑為6~10μm，所述碳化硅粉的粒徑為5~15μm。