[發(fā)明專利]一種氮化硅導(dǎo)電陶瓷及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010817985.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111943683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于利學(xué);李正闖;李平齊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威海圓環(huán)先進(jìn)陶瓷股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/584
• 分類號(hào): C04B35/584;C04B35/622;C04B35/638;C04B35/64
• 代理公司: 青島致嘉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37236
• 代理人: 李淑花

本發(fā)明公開(kāi)了一種氮化硅導(dǎo)電陶瓷及其制備方法，該氮化硅導(dǎo)電陶瓷由以下質(zhì)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(dǎo)電陶瓷以氮化硅陶瓷粉體為基體原料，再與其它助劑進(jìn)行復(fù)配，通過(guò)脫脂脫膠、燒結(jié)的步驟制備成具有良好導(dǎo)電性能的氮化硅陶瓷材料，該材料在保持了陶瓷固有的優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，便于對(duì)其采用放電方法進(jìn)行加工，降低加工難度，提高加工效率。本發(fā)明所述制備方法簡(jiǎn)單，原料易得，賦予氮化硅陶瓷優(yōu)良的導(dǎo)電性能，擴(kuò)大了氮化硅陶瓷的使用范圍，因此，本發(fā)明所述制備方法具有重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于先進(jìn)陶瓷材料領(lǐng)域，具體涉及一種氮化硅導(dǎo)電陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。它是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤(rùn)滑性，并且耐磨損，為原子晶體；高溫時(shí)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(huì)碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此優(yōu)異的特性，人們常常利用它來(lái)制造軸承、氣輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件。

氮化硅陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料，最能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的是其在高溫領(lǐng)域中的應(yīng)用。氮化硅今后的發(fā)展方向是：（1）充分發(fā)揮和利用氮化硅本身所具有的優(yōu)異特性；（2）在氮化硅粉末燒結(jié)時(shí)，開(kāi)發(fā)一些新的助熔劑，研究和控制現(xiàn)有助熔劑的最佳成分；（3）改善制粉、成型和燒結(jié)工藝；（5）研制氮化硅與SiC等材料的復(fù)合化，以便制取更多的高性能復(fù)合材料。

由于氮化硅陶瓷本身高強(qiáng)度和高硬度的性能，常以金剛石刀具進(jìn)行切割，但傳統(tǒng)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(jí)，是不可能用放電方法進(jìn)行加工的，從而使其后期加工困難。同時(shí)，在某些需要兼具導(dǎo)電性和氮化硅陶瓷固有性能的材料中，氮化硅導(dǎo)電陶瓷的研發(fā)則具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種氮化硅導(dǎo)電陶瓷及其制備方法，從而獲得一種高導(dǎo)電的氮化硅陶瓷材料。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種氮化硅導(dǎo)電陶瓷，由以下質(zhì)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(yōu)選的，本發(fā)明所述的一種氮化硅導(dǎo)電陶瓷，由以下質(zhì)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(fā)明所述氮化硅導(dǎo)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(shí)現(xiàn)陶瓷坯體的脫脂脫膠；

（3）燒結(jié)：將步驟（2）獲得的陶瓷坯體在氮?dú)鈿夥障录訜岬?750℃，8-10MPa的壓力下，燒結(jié)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(dǎo)電陶瓷制品。

進(jìn)一步的，所述步驟（1）中濕法研磨的粒徑為0.7-50μm。

進(jìn)一步的，所述步驟（1）中干燥陳化的時(shí)間為10-20h。

進(jìn)一步的，所述步驟（3）的升溫速度為2℃/min。