[發明專利]一種大規格致密碳化硅陶瓷板的制備方法

有效

• 申請號: 201711021544.6
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107673761B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 王明峰;亓錫云;王明祥;石威
• 申請（專利權）人: 濰坊華美精細技術陶瓷股份有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/65
• 代理公司: 濰坊正信致遠知識產權代理有限公司 37255
• 代理人: 石譽虎

本發明公開了一種大規格致密碳化硅陶瓷板的制備方法，涉及反應燒結碳化硅陶瓷技術領域，包括混料、噴霧造粒、熱壓成型、加濕干燥、加工、高溫烘干和反應燒結步驟，通過超常規使用碳化硅配比，噴霧造粒和熱壓成型后進行加濕干燥，反應燒結時，加入坯體重量200～300％的硅粉并保持無氧環境，保證了燒結后的碳化硅陶瓷板不開裂、致密、密度均勻，且成品率高，解決了在燒結長度為600～800mm、寬度為400～600mm、厚度為40～60mm的大規格碳化硅陶瓷板時的技術障礙，填補了國內空白，成功替代進口，降低了應用領域的使用成本。

技術領域

本發明涉及一種碳化硅陶瓷板的制備方法，尤其涉及一種長度為600～800mm、寬度為400～600mm、厚度為40～60mm的大規格致密碳化硅陶瓷板的制備方法，屬于碳化硅陶瓷技術領域。

背景技術

碳化硅陶瓷具有高溫強度大、抗氧化性強、耐磨損性好、熱穩定性佳、熱膨脹系數小、熱導率大、硬度高以及抗熱震和耐化學腐蝕等優良特性，而且高溫力學性能（強度、抗蠕變性等）是已知陶瓷材料中最佳的，從而得到越來越廣泛的應用，其觸角幾乎伸遍了所有的工業領域，在材料領域發揮著越來越重要的作用，并日益受到人們的重視。

根據不同的工業領域、不同的工況使用環境，可用碳化硅材料，利用各種工藝，制作成不同種類的碳化硅陶瓷結構件以滿足應用需求。但對于大規格碳化硅陶瓷板因其超長、超寬、超厚的結構特點，其制備遇到了配方、成型、干燥、燒成等技術障礙，特別是極易出現開裂、密度不均勻、致密性差、生燒等問題，使其成為行業中的技術難點和制作空白。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種大規格致密碳化硅陶瓷板的制備方法，特別是在制備長度為600～800mm、寬度為400～600mm、厚度為40～60mm的碳化硅陶瓷板時，保證板不開裂、致密、密度均勻，且成品率高。

本發明采用的技術方案是：一種大規格致密碳化硅陶瓷板的制備方法，所述碳化硅陶瓷板的長度為600～800mm、寬度為400～600mm、厚度為40～60mm，該制備方法包括以下步驟：

1）混料：將1～2重量份純度為99.8～99.9%的石墨粉和25～30重量份純度為99.8～99.9%的碳化硅粉混合后，再在其中加入2～4重量份的硬脂酸鋅和15～20重量份的聚乙烯醇，均勻攪拌，得到混合料；

2）噴霧造粒：采用離心噴霧干燥機對所述混合料噴霧造粒，得到造粒粉料；

3）熱壓成型：將制備的造粒粉料裝入金屬模具，采用500～600T熱壓機，在溫度180～200℃、壓力35～55MPa的條件下，加壓并卸壓4~5次后，得到熱壓成型板的坯體；

4）加濕干燥：將成型的坯體置于加濕干燥設備中，在溫度30～50℃、濕度40～60%的條件下，緩慢加濕干燥100～120小時；

5）加工修型：利用機械加工設備對干燥后的所述坯體進行相應的加工處理，完成需要的準確幾何形狀的板；

6）高溫烘干：將經過加工處理的所述坯體置于高溫烘干室，在溫度100～120℃條件下，干燥40～60小時；

7）反應燒結：將經過高溫烘干的多件所述坯體并列排放在承燒支架上，并列排放在承燒支架上的坯體之間的間距是50～100mm，并加入坯體重量200～300%、純度為98～99%的金屬硅粉，裝入真空電爐中；當所述電爐送電后，在真空狀態下，用40～60小時的時間由室溫升至1900～2100℃后，恒溫8～10小時；再用10～20小時的時間，充氦氣快速降溫至300℃；再次升溫，用5～10小時的時間由300℃升至1400～1600℃，恒溫5～7 小時；再用30～50小時的時間，降溫至100℃后停止送電，自然降溫至室溫后出爐得到所述碳化硅陶瓷板。

采用了上述技術方案后，本發明的有益效果是：