[發明專利]一種高熱導率氮化硅陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 201810612015.1
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108585881A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 葉楓;楊春萍;張標;葉健;劉強;高曄;葉凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/64
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;段守富

1.一種高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，

第一步，將氮化硅粉進行脫氧處理、自然冷卻，并將所得氮化硅粉體研磨過篩；

第二步，將第一步所述氮化硅粉體與燒結助劑在混合介質的作用下混合，混合結束后干燥、過篩，得到粉料；

第三步，將所述粉料壓制成型，得到氮化硅陶瓷生坯；

第四步，將所述氮化硅陶瓷生坯進行氣壓燒結，得到氮化硅陶瓷材料。

2.如權利要求1所述的高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，第一步所述脫氧處理的工藝為，將所述氮化硅粉和碳粉分別放入不同的坩堝內，放置于管式爐內，以5-10℃/min的升溫速率，在反應氣氛中1200℃-1400℃溫度下處理4-8h。

3.如權利要求2所述的高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，所述反應氣氛為氮氣或氨氣。

4.如權利要求1所述的高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，第二步所述燒結助劑為二元復合燒結助劑，且所述二元復合燒結助劑包括稀土氧化物和堿土金屬化合物。

5.如權利要求4所述的高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，所述稀土氧化物是Y₂O₃、Yb₂O₃、Gd₂O₃、Nd₂O₃中的一種，所述堿土金屬化合物是MgO、MgSiN₂或MgF₂中的一種。

6.如權利要求4或5所述的高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，第二步所述氮化硅粉體、所述稀土氧化物與所述堿土金屬化合物的摩爾比為95-89:4-6:1-5。

7.如權利要求1所述的高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，第二步所述混合介質為異丙醇，且所述異丙醇與所述氮化硅粉體的重量比為1-1.5:1。

8.如權利要求7所述的高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，第二步所述干燥的過程為，先在55-75℃進行旋轉干燥，然后在真空烘箱中以110-130℃干燥3-5小時。

9.如權利要求1所述的一種高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，第三步所述壓制成型的工藝條件為，先使用鋼模干壓成型，再進行冷等靜壓成型，成形壓力200-500MPa，成型時間100-300s。

10.如權利要求1所述的一種高熱導率氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，第四步中，所述氣壓燒結的工藝條件為，以氮氣為燒結氣氛，氣壓為0.9-1.5Mpa的條件下，以5-15℃/min的速率升溫至1700-2000℃，并保溫1.5-20h。