[發明專利]一種AlON-BN復相陶瓷材料及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 201710667293.2
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107382343B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 劉孟;宋儀杰;韓斌;劉繼雄;徐國濤;陳華圣
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/58;C04B35/583;C04B35/622;C04B35/645;B22D11/059;B22D41/54
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 王俊杰

1.一種AlON-BN復相陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述陶瓷材料由包括以下成分的原料制成，按質量百分數計，所述成分為：AlON粉料20-60％、h-BN粉料20～60％，β-SiC粉料5～20％，Si₃N₄粉料5～20％，添加劑3～10％；其中，所述AlON粉料由包括AlN粉料與Al₂O₃粉料的原料制成；所述AlN粉料與Al₂O₃粉料的重量份數比為1:2～5；

所述添加劑選自Y₂SiO₅、Y₃Al₅O₁₂以及YBO₃中的一種或幾種；

所述制備方法包括：

1)在攪拌狀態下將AlN粉料和Al₂O₃粉料置于第一溶劑中，得到混合物，所述AlN粉料與Al₂O₃粉料的重量份數比為1:2～5；將所述混合物超聲波分散，球磨混合，干燥后研磨過篩，將過篩后的混合物在1750～1900℃于N₂氣氛下進行預燒，預燒后的混合物再經研磨得到AlON粉料；其中，Al₂O₃粉料的粒徑為30-90nm；AlN粉料的粒徑為30-100nm；

2)在攪拌狀態下加入h-BN粉料、AlON粉料、Si₃N₄粉料、β-SiC粉料以及添加劑，每加入一種原料后超聲波分散，得到漿料；將所述漿料進行球磨混合、干燥、研磨過篩，得到配合料；各原料所占質量百分數為：AlON粉料20-60％、h-BN粉料20～60％，β-SiC粉料5～20％，Si₃N₄粉料5～20％，添加劑3～10％；所述球磨混合時采用第二溶劑作為混合介質；所述h-BN粉料的粒徑≤3μm；β-SiC粉料的比表面積為5～20 m²/g；Si₃N₄粉料的粒徑3～7μm；添加劑粒徑為1～7μm；其中，各原料的加入順序為：先加入質量百分數大的原料，再加入質量百分數小的原料；

3)將所述配合料進行成型，得到坯體，將所述坯體在N₂或N₂與氬氣的混合氣體下進行燒結，得到AlON-BN復相陶瓷材料；

其中，控制燒結的溫度為1750～1950℃；室溫至1000℃時，控制升溫速度為10～15℃/min；1000～1400℃時，控制升溫速度為8-13℃/min；1400～最終燒結溫度時，控制升溫速度為15～20℃/min。

2.根據權利要求1所述的AlON-BN復相陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中，所述超聲波分散的時間為5-15min，所述球磨混合的時間為30-60h，所述過篩的目數為80-250目；所述預燒的時間為1-4h；所述第一溶劑選自無水乙醇或丙酮或99％以上純度的工業酒精。

3.根據權利要求1所述的AlON-BN復相陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中還包括：將所述預燒后的粉料研磨過100-150目篩，得到AlON粉料。

4.根據權利要求1所述的AlON-BN復相陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中，所述超聲波分散的時間為5-10min，所述球磨混合的時間為10-72h；所述干燥溫度為80～200℃；所述研磨的時間為10-60min；所述過篩目數為80～320目；所述第二溶劑選自無水乙醇或丙酮或99％以上純度的工業酒精。

5.根據權利要求1所述的AlON-BN復相陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟3)中，所述成型為等靜壓下進行成型，所述等靜壓壓力為150～300MPa；所述燒結為熱壓或熱等靜壓燒結，壓力為10～100MPa。

6.一種如權利要求1-5任一項權利要求所述制備方法制得的AlON-BN復相陶瓷材料。

7.如權利要求6所述的AlON-BN復相陶瓷材料的應用，其特征在于：所述AlON-BN復相陶瓷材料用作制造薄帶鑄軋用材料，所述薄帶鑄軋用材料包括側封板、布流器、擋渣板和水口。