[發明專利]陶瓷部件及其形成方法

在審

• 申請號: 201680089635.0
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN109803942A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: S·波提利瑞;V·約翰內森;N·納哈斯;S·D·哈特蘭
• 申請（專利權）人: 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

一種坯體，其包含：具有碳化硅的第一相；包括金屬氧化物的第二相，所述第二相是定位在所述第一相的晶界處的離散晶間相，并且所述坯體的平均強度為至少700MPa。

技術領域

以下涉及一種包含碳化硅的坯體、用于形成這種坯體的粉末材料混合物、以及形成這種坯體的方法。

背景技術

包含摻入碳化硅的某些陶瓷復合體的各種復合材料是可商購的。碳化硅基陶瓷材料由于其耐火性能和/或機械性能已經在許多應用中被利用。在可獲得的碳化硅基陶瓷的類型中，基于特定的成形工藝存在各種類型，包含例如，燒結碳化硅、熱壓碳化硅和再結晶碳化硅。各種類型的碳化硅體中的每一種都可以具有不同的特征。例如，燒結碳化硅(如)可以是非常致密的材料，但通常昂貴且制造復雜。另一方面，更具成本效益但相對多孔的碳化硅材料，如氮化物鍵合的碳化硅(已知為如NBSC和NSIC等縮寫詞)已在耐火材料應用中得到實際應用。這種耐火材料部件包含在燒制操作期間與固持或支撐工件結合使用的爐或窯具，以及耐火襯里材料。氮化物鍵合的碳化硅傾向于是相對多孔的材料，通常具有約10vol％到約15vol％的孔隙率。這些部件由含有碳化硅和硅的生坯制成，并在含氮氣氛中在約1,500℃的溫度下燒結生坯。雖然氮化物鍵合的碳化硅具有期望的高溫性能，但不幸的是，當在氧化條件下使用時，部分由于其固有的孔隙率而使其抗氧化性較差。

鑒于碳化硅基材料的現有技術，本領域需要改進的材料。

發明內容

根據一個方面，提供了一種坯體，其包含：第一相，其包括碳化硅；第二相，其包括金屬氧化物，其中所述第二相是定位在所述第一相的晶界處的離散晶間相，并且其中所述坯體的平均強度為至少700MPa。

在另一個方面中，提供了一種坯體，其包含：第一相，其包括碳化硅并且其平均晶粒尺寸不大于2微米以及第二相，其包括金屬氧化物，其中所述第二相是定位在所述第一相的晶界處的離散晶間相，并且所述坯體包括以下中的至少一個：(i)至少為1000/100微米圖像寬度的第二相計數指數；(ii)至少為2000像素//100微米圖像寬度的第二相平均面積指數；(iii)至少為3.00像素²的第二相平均尺寸指數；(iv)或其任何組合。

在另一個方面中，提供了一種坯體，其包含：第一相，其包括碳化硅并且其平均晶粒尺寸不大于2微米以及第二相，其包括金屬氧化物，其中所述第二相是離散晶間相，并且所述第二相的大部分定位在所述第一相的三個或更多個晶粒之間的三相邊界區域處。

在仍另一個方面，一種形成坯體的方法包含：獲得粉末材料混合物，所述混合物包括：(i)第一粉末材料，其包括碳化硅以及(ii)第二粉末材料，其包括金屬氧化物，并且其中所述方法進一步包含：燒結所述粉末材料混合物以形成包括以下的坯體：(i)第一相，其包括碳化硅以及(ii)第二相，其包括金屬氧化物，其中所述第二相是定位在所述第一相的晶界處的離散晶間相，并且其中所述坯體的平均強度為至少700MPa。

附圖說明

圖1包含根據實施例的用于形成包含碳化硅的坯體的流程圖。

圖2包含根據實施例的坯體的一部分在約的放大率下的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

圖3包含根據實施例的坯體的一部分的SEM圖像。

圖4包含根據實施例的坯體的一部分的SEM圖像。

圖5A到圖5H包含拍攝自根據實例的所形成的樣品的截面SEM圖像。

圖6包含根據實例的所形成的樣品的第二相計數指數與強度的關系的圖。

圖7包含根據實例的所形成的樣品的第二相平均面積指數與強度的關系的圖。

圖8包含根據實施例的具有6條用于測量平均晶粒尺寸的水平線的SEM顯微照片。

具體實施方式