[發明專利]一種氮化硅導電陶瓷及其制備方法在審
| 申請號: | 202010817985.2 | 申請日: | 2020-08-14 |
| 公開(公告)號: | CN111943683A | 公開(公告)日: | 2020-11-17 |
| 發明(設計)人: | 于利學;李正闖;李平齊 | 申請(專利權)人: | 威海圓環先進陶瓷股份有限公司 |
| 主分類號: | C04B35/584 | 分類號: | C04B35/584;C04B35/622;C04B35/638;C04B35/64 |
| 代理公司: | 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236 | 代理人: | 李淑花 |
| 地址: | 264200 山東省威海*** | 國省代碼: | 山東;37 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 氮化 導電 陶瓷 及其 制備 方法 | ||
本發明公開了一種氮化硅導電陶瓷及其制備方法,該氮化硅導電陶瓷由以下質量百分比的原料制備而成,包括氮化硅陶瓷粉體65?90%、氧化鎂2?6%、氧化釔1?5%、碳化鈦0.5?3%、氮化鈦5?10%、高純碳1?10%、高純氧化硼4?10%。該氮化硅導電陶瓷以氮化硅陶瓷粉體為基體原料,再與其它助劑進行復配,通過脫脂脫膠、燒結的步驟制備成具有良好導電性能的氮化硅陶瓷材料,該材料在保持了陶瓷固有的優良性能的基礎上,便于對其采用放電方法進行加工,降低加工難度,提高加工效率。本發明所述制備方法簡單,原料易得,賦予氮化硅陶瓷優良的導電性能,擴大了氮化硅陶瓷的使用范圍,因此,本發明所述制備方法具有重要的意義。
技術領域
本發明屬于先進陶瓷材料領域,具體涉及一種氮化硅導電陶瓷及其制備方法。
背景技術
氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料。它是一種超硬物質,本身具有潤滑性,并且耐磨損,為原子晶體;高溫時抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊,在空氣中加熱到1000℃以上,急劇冷卻再急劇加熱,也不會碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此優異的特性,人們常常利用它來制造軸承、氣輪機葉片、機械密封環、永久性模具等機械構件。
氮化硅陶瓷材料作為一種優異的高溫工程材料,最能發揮優勢的是其在高溫領域中的應用。氮化硅今后的發展方向是:(1)充分發揮和利用氮化硅本身所具有的優異特性;(2)在氮化硅粉末燒結時,開發一些新的助熔劑,研究和控制現有助熔劑的最佳成分;(3)改善制粉、成型和燒結工藝;(5)研制氮化硅與SiC等材料的復合化,以便制取更多的高性能復合材料。
由于氮化硅陶瓷本身高強度和高硬度的性能,常以金剛石刀具進行切割,但傳統的金剛石加工的方法加工效率低且成本昂貴。氮化硅陶瓷屬于絕緣體,其電阻率約為1015Ω·cm量級,是不可能用放電方法進行加工的,從而使其后期加工困難。同時,在某些需要兼具導電性和氮化硅陶瓷固有性能的材料中,氮化硅導電陶瓷的研發則具有重要的意義。
發明內容
為了解決以上現有技術存在的問題,本發明的目的在于提供一種氮化硅導電陶瓷及其制備方法,從而獲得一種高導電的氮化硅陶瓷材料。
為了實現上述目的,本發明提供以下技術方案:
一種氮化硅導電陶瓷,由以下質量百分比的原料制備而成,包括氮化硅陶瓷粉體65-90%、氧化鎂2-6%、氧化釔1-5%、碳化鈦0.5-3%、氮化鈦5-10%、高純碳1-10%、高純氧化硼4-10%。
優選的,本發明所述的一種氮化硅導電陶瓷,由以下質量百分比的原料制備而成,包括氮化硅陶瓷粉體65-90%、氧化鎂2-6%、氧化釔1-5%、碳化鈦0.5-3%、氮化鈦5-10%、高純碳1-10%、高純氧化硼4-10%。
本發明所述氮化硅導電陶瓷的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱取各原料,濕法研磨并混合均勻后干燥陳化,獲得陶瓷坯體;
(2)脫脂脫膠:將步驟(1)陳化后的陶瓷坯體依次在300-430℃保溫15min、430-580℃保溫10min、580-600℃保溫5min、600-650℃保溫10min,實現陶瓷坯體的脫脂脫膠;
(3)燒結:將步驟(2)獲得的陶瓷坯體在氮氣氣氛下加熱到1750℃,8-10MPa的壓力下,燒結曲線為:600℃保溫18min,1300℃保溫30min,1580℃保溫30min,1650℃保溫15 min,在1750℃保溫30 min;制得氮化硅導電陶瓷制品。
進一步的,所述步驟(1)中濕法研磨的粒徑為0.7-50μm。
進一步的,所述步驟(1)中干燥陳化的時間為10-20h。
進一步的,所述步驟(3)的升溫速度為2℃/min。
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