[發(fā)明專利]一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910908744.6
• 申請(qǐng)日: 2019-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN110483091B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉楓;金義程;葉健;張標(biāo);劉強(qiáng);高曄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B37/00
• 分類號(hào): C04B37/00;C04B38/00;C04B35/584
• 代理公司: 北京君恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11466
• 代理人: 余威

本發(fā)明涉及氮化硅陶瓷燒結(jié)領(lǐng)域，更具體的說是一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法，包括多孔氮化硅基體Ⅰ、連接層和多孔氮化硅基體Ⅱ，所述連接層通過燒結(jié)將多孔氮化硅基體Ⅰ和多孔氮化硅基體Ⅱ相互連接，連接層生長(zhǎng)依附于兩側(cè)的多孔氮化硅基體Ⅰ和多孔氮化硅基體Ⅱ，生長(zhǎng)后的連接層相互穿插橋接兩側(cè)的多孔氮化硅基體Ⅰ和多孔氮化硅基體Ⅱ；可以實(shí)現(xiàn)多孔氮化硅陶瓷間的燒結(jié)連接，連接層的氮化硅晶粒依附于兩側(cè)待連接的多孔氮化硅基體Ⅰ和多孔氮化硅基體Ⅱ生長(zhǎng)，而非基于連接層單獨(dú)生長(zhǎng)，因此連接層在燒結(jié)過程中未產(chǎn)生明顯的收縮，有效解決了連接層因燒結(jié)收縮過大而開裂的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氮化硅陶瓷燒結(jié)領(lǐng)域，更具體的說是一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法。

背景技術(shù)

氮化硅陶瓷具有高強(qiáng)度、高韌性、低熱膨脹系數(shù)及良好的高溫穩(wěn)定性，在超高速飛行器天線罩領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。航天飛行器天線罩的主要功能是承載、隔熱、導(dǎo)流和透波等。致密氮化硅陶瓷的介電常數(shù)偏高7～8.5，不能滿足天線罩透波的需求，因此需要將氮化硅陶瓷多孔化以降低其介電常數(shù)。單一氣孔率的氮化硅陶瓷很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)承載和隔熱的功能，較為可行的方法是制備高/低氣孔連接的多孔氮化硅陶瓷，其低氣孔層負(fù)責(zé)承載而高氣孔層負(fù)責(zé)隔熱。制備梯度孔結(jié)構(gòu)還可提高陶瓷材料的抗熱震性能，進(jìn)一步提高天線罩的可靠性。此外，將不同氣孔率的氮化硅陶瓷按一定方式連接，還可實(shí)現(xiàn)天線罩的寬頻透波。

由于兩側(cè)基體氣孔率的差異，連接層會(huì)存在較大的內(nèi)應(yīng)力，易使陶瓷的連接處開裂。連接層的陶瓷直接燒結(jié)也會(huì)發(fā)生較大的收縮，進(jìn)一步增大連接界面的內(nèi)應(yīng)力，較大的應(yīng)力甚至?xí)苯悠茐母邭饪椎牡杌w。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法，可以解決連接層因燒結(jié)收縮過大而開裂的問題。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法，包括多孔氮化硅基體Ⅰ、連接層和多孔氮化硅基體Ⅱ，所述連接層通過燒結(jié)將多孔氮化硅基體Ⅰ和多孔氮化硅基體Ⅱ相互連接，連接層生長(zhǎng)依附于兩側(cè)的多孔氮化硅基體Ⅰ和多孔氮化硅基體Ⅱ，生長(zhǎng)后的連接層相互穿插橋接兩側(cè)的多孔氮化硅基體Ⅰ和多孔氮化硅基體Ⅱ。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法，所述連接層由A-B-A三層原料疊壓組成，其中兩側(cè)的連接層A層由陶瓷粉體A制成，陶瓷粉體A由α-Si₃N₄和燒結(jié)助劑組成，其中位于中間的連接層B層由陶瓷粉體B制成，陶瓷粉體B由α-Si₃N₄組成。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法，所述兩側(cè)A層內(nèi)燒結(jié)助劑和α-Si₃N₄的質(zhì)量比為1：9～19。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法，所述燒結(jié)助劑由Y₂O₃和Al₂O₃粉體組成，Y₂O₃和Al₂O₃的質(zhì)量比為1:0.6～0.8。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種多孔氮化硅陶瓷的連接方法，所述連接層的生坯是由流延成型制備，具體制備工藝包括如下步驟：

步驟一：將去離子水、陶瓷粉體A和分散劑球磨混合制備成混合漿料A；

步驟二：將去離子水、陶瓷粉體B和分散劑球磨混合制備成混合漿料B；

步驟三：混合漿料A和混合漿料B中分別加入粘結(jié)劑、增塑劑，繼續(xù)混合分別得到流延漿料A和流延漿料B；

步驟四：流延漿料A和流延漿料B在真空環(huán)境下除泡后，傾倒在離型膜上進(jìn)行流延成型，將流延后的漿料在室溫下進(jìn)行自然干燥，然后從離型膜上剝離，分別得到連接層A層的生坯和連接層B層的生坯。