[發(fā)明專利]一種碳化硅陶瓷及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810449414.0
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108455988B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭偉明;曾令勇;牛文彬;林華泰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B35/645
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發(fā)明涉及陶瓷材料領(lǐng)域，尤其涉及一種碳化硅陶瓷及其制備方法。本發(fā)明提供的碳化硅陶瓷的制備方法，包括以下步驟：步驟1：將碳化硅粉體、氧化鋁粉體、Re₂O₃粉體混合得到碳化硅?氧化鋁?Re₂O₃混合粉體；步驟2：將所述碳化硅?氧化鋁?Re₂O₃混合粉體和二硼化鉭粉體經(jīng)混料后得到碳化硅?氧化鋁?Re₂O₃?二硼化鉭混合粉體；步驟3：將所述碳化硅?氧化鋁?Re₂O₃?二硼化鉭混合粉體通過造粒、燒結(jié)得到所述碳化硅陶瓷。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中液相燒結(jié)碳化硅陶瓷氧化后生成的二氧化硅保護膜被破壞，導致其抗氧化性能降低的技術(shù)問題。由該方法制得的碳化硅陶瓷致密性高且抗氧化性能良好，可廣泛應(yīng)用于機械、化工、微電子、汽車、石油及加工等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷材料領(lǐng)域，尤其涉及一種碳化硅陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

碳化硅陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、抗熱震、耐磨及良好的熱傳導性能等優(yōu)點。大量應(yīng)用在航空航天、核能、機械、化工、微電子、汽車、石油及加工等領(lǐng)域。

碳化硅陶瓷能在惡劣的高溫環(huán)境下應(yīng)用，主要由于在其表面可以生成一層致密的二氧化硅膜，從而具有良好的抗氧化性能。然而，由于碳化硅是一種強共價鍵化合物，其在高溫下的自擴散系數(shù)非常低，導致其在不添加燒劑助劑甚至固相燒結(jié)中都很難燒結(jié)致密。因此，現(xiàn)有的方法通常在碳化硅中引入氧化物燒結(jié)助劑后實現(xiàn)液相燒結(jié)，燒結(jié)過程中生產(chǎn)多元低共熔物，可以在溫度更低的情況下燒結(jié)致密。但是，由于氧化物燒結(jié)助劑為達到化學勢的平衡，會在高溫氧化過程中穿過二氧化硅保護膜發(fā)生再分布，破壞氧化后生成的二氧化硅保護膜并降低了粘度，無法阻止氧向內(nèi)擴散，最終導致碳化硅陶瓷的抗氧化性能降低。因此如何提高液相燒結(jié)碳化硅陶瓷的抗氧化性能成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種碳化硅陶瓷的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中液相燒結(jié)碳化硅陶瓷氧化后生成的二氧化硅保護膜被破壞，導致其抗氧化性能降低的技術(shù)問題。由該方法制得的碳化硅陶瓷致密性高且抗氧化性能良好，可廣泛應(yīng)用于機械、化工、微電子、汽車、石油及加工等領(lǐng)域。

本發(fā)明提供了一種碳化硅陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將碳化硅粉體、氧化鋁粉體、Re₂O₃粉體混合得到碳化硅-氧化鋁-Re₂O₃混合粉體，其中，Re為釔元素、鑭元素、鈰元素、鐠元素、釹元素、钷元素、釤元素、銪元素、釓元素、鋱元素、鏑元素、鈥元素、鉺元素、銩元素、鐿元素或镥元素；

步驟2：將所述碳化硅-氧化鋁-Re₂O₃混合粉體和二硼化鉭粉體經(jīng)混料后得到碳化硅-氧化鋁-Re₂O₃-二硼化鉭混合粉體；

步驟3：將所述碳化硅-氧化鋁-Re₂O₃-二硼化鉭混合粉體通過造粒、燒結(jié)得到所述碳化硅陶瓷。

優(yōu)選的，步驟1中所述碳化硅粉體、所述氧化鋁粉體和所述Re₂O₃粉體的質(zhì)量比為90：6：4。

優(yōu)選的，步驟2中所述碳化硅-氧化鋁-Re₂O₃混合粉體與所述二硼化鉭粉體的體積比為(80～100)：(0.01～20)。

更優(yōu)選的，步驟2中所述碳化硅-氧化鋁-Re₂O₃混合粉體與所述二硼化鉭粉體的體積分數(shù)比為95:5或90:10或80:20或85:15。