[發(fā)明專利]一種氮化硅陶瓷金屬化材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711020070.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107721463A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方杰敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林市漓江機(jī)電制造有限公司
• 主分類號(hào): C04B41/88
• 分類號(hào): C04B41/88
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,付倩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氮化硅陶瓷金屬化材料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，氮化硅復(fù)合陶瓷發(fā)熱體采用銀銅釬料高頻釬焊的方法或純銅釬料真空釬焊的方法焊接引線，其焊接方式是直接與氮化硅陶瓷進(jìn)行焊接，存在的缺陷是，焊接的釬料沒(méi)有對(duì)氮化硅陶瓷材料潤(rùn)濕，更未與氮化硅陶瓷形成界面結(jié)合，再加之釬焊材料與陶瓷材料的膨脹系數(shù)不匹配，在高溫環(huán)境下，焊點(diǎn)易撕裂、松動(dòng)，導(dǎo)致接觸不良，影響氮化硅復(fù)合陶瓷發(fā)熱體的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種對(duì)氮化硅陶瓷潤(rùn)濕好，界面結(jié)合牢固，避免直接與氮化硅陶瓷進(jìn)行焊接且焊接效果好的氮化硅陶瓷金屬化材料及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種氮化硅陶瓷金屬化材料，主要由以下重量百分比的原料制成：Cr粉10～18％、Ce粉11～15％、La粉0.5～1％、Cu粉10～13％、Ti粉11～22％、Zn粉5～9％、Al粉1～2％、Si粉0.5～2％、C粉0.2～4％、余量為氮化硅陶瓷粉。

進(jìn)一步的，主要由以下重量百分比的原料制成：Cr粉12～15％、Ce粉12～13％、La粉0.6～0.8％、Cu粉11～12％、Ti粉14～18％、Zn粉6～8％、Al粉1.3～1.8％、Si粉0.8～1.5％、C粉1～2％、余量為氮化硅陶瓷粉。

進(jìn)一步的，各粉狀原料的粒度如下：Cr粉2.5～3.5μm；Ce粉2.5～3.5μm；La粉2.5～3.5μm；Cu粉2.5～3.5μm；Ti粉3～5μm；Zn粉3～5μm；Al粉2.5～3.5μm；Si粉2.5～3.5μm；C粉3～5μm；氮化硅陶瓷粉0.5～1.5μm。

如上所述的氮化硅陶瓷金屬化材料的制備方法，步驟如下：先按預(yù)定比例稱取各組分原料，然后裝入到以乙醇為球磨介質(zhì)的球磨機(jī)中，球磨65～75小時(shí)；將球磨后的粉料真空干燥，干燥溫度55～65℃，時(shí)間為7～8小時(shí)，干燥至粉料中乙醇含量≤1wt％，過(guò)80-100目篩，即得。

本發(fā)明在氮化硅陶瓷材料中添加了Cr和La、Ce等金屬材料，使得氮化硅陶瓷耐受更高的溫度，可以在700～750℃乃至更高溫度的環(huán)境下長(zhǎng)期使用。鋯與空氣接觸形成氧化鋯保護(hù)層，其表面的抗氧化性能得到大大提高。利用本發(fā)明的氮化硅陶瓷金屬化材料制成的氮化硅陶瓷表面金屬化層與氮化硅陶瓷潤(rùn)濕好，可形成牢固的界面結(jié)合，有效解決了氮化硅陶瓷之間、氮化硅陶瓷與金屬之間的封接問(wèn)題，且結(jié)合面抗拉強(qiáng)度可達(dá)到180MPa，適用范圍更廣。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，所舉實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

氮化硅陶瓷金屬化材料的主要原料及重量百分比如下：Cr粉10％、Ce粉11％、La粉0.5％、Cu粉10％、Ti粉11％、Zn粉5％、Al粉1％、Si粉0.5％、C粉0.2％、余量為氮化硅陶瓷粉。

制備方法：將各原料按上述比例裝入到以乙醇為球磨介質(zhì)的球磨機(jī)中，球磨70小時(shí)；將球磨后的粉料真空干燥至粉料中乙醇含量≤1wt％，，干燥溫度60℃，時(shí)間為7～8小時(shí)，然后過(guò)80-100目篩，即得。

實(shí)施例2

氮化硅陶瓷金屬化材料的主要原料及重量百分比如下：Cr粉14％、Ce粉13％、La粉0.8％、Cu粉12％、Ti粉16％、Zn粉7％、Al粉1.5％、Si粉1.4％、C粉2％、余量為氮化硅陶瓷粉。

制備方法：將各原料按上述比例裝入到以乙醇為球磨介質(zhì)的球磨機(jī)中，球磨70小時(shí)；將球磨后的粉料真空干燥至粉料中乙醇含量≤1wt％，，干燥溫度60℃，時(shí)間為7～8小時(shí)，然后過(guò)80-100目篩，即得。

實(shí)施例3

氮化硅陶瓷金屬化材料的主要原料及重量百分比如下：Cr粉18％、Ce粉15％、La粉1％、Cu粉13％、Ti粉22％、Zn粉9％、Al粉2％、Si粉2％、C粉4％、余量為氮化硅陶瓷粉。

制備方法：將各原料按上述比例裝入到以乙醇為球磨介質(zhì)的球磨機(jī)中，球磨70小時(shí)；將球磨后的粉料真空干燥至粉料中乙醇含量≤1wt％，，干燥溫度60℃，時(shí)間為7～8小時(shí)，然后過(guò)80-100目篩，即得。

對(duì)實(shí)施例1-3燒成的金屬化氮化硅陶瓷管進(jìn)行抗拉強(qiáng)度檢測(cè)，其檢測(cè)方法如下：