[發明專利]一種高精度氮化硅陶瓷微球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111246756.0
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113800919B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 張偉儒;公平;徐金夢;王文雪;孫峰;董廷霞;高翔;宋健;呂沛遠
• 申請（專利權）人: 中材高新氮化物陶瓷有限公司;中國航發哈爾濱軸承有限公司
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/622;C04B35/64;C04B35/645;F16C33/32
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉丹丹

1.一種高精度氮化硅陶瓷微球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將氮化硅粉、燒結助劑和分散液進行球磨混合，得到混合料液；

將所述混合料液進行噴霧造粒，得到造粒粉；

將所述造粒粉壓制成型，得到壓制氮化硅陶瓷微球素坯；

將所述壓制氮化硅陶瓷微球素坯和較大尺寸氮化硅陶瓷素坯球裝入坩堝中依次進行氣氛壓力燒結和熱等靜壓燒結，得到氮化硅毛坯球；所述較大尺寸氮化硅陶瓷素坯球的直徑為氮化硅陶瓷微球素坯直徑的5～50倍；所述坩堝為多層側壁坩堝，所述多層側壁由外到內依次包括石墨外壁、中間壁和內壁；所述中間壁和內壁的延伸方向與坩堝外壁的延伸方向一致，所述中間壁和內壁的材質為氮化硅；相鄰層側壁之間的間隙大于較大尺寸氮化硅陶瓷素坯球的直徑；

將所述氮化硅毛坯球進行磨削加工，得到高精度氮化硅陶瓷微球。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述較大尺寸氮化硅陶瓷素坯球的直徑為20～35mm；所述壓制氮化硅陶瓷微球素坯的直徑為0.8～4mm。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述壓制氮化硅陶瓷微球素坯和較大尺寸氮化硅陶瓷素坯球的質量比為1：(1～3)。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氣氛壓力燒結的溫度為1700～1800℃，保溫時間為1～3h，所述氣氛壓力燒結在氮氣保護下進行。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱等靜壓燒結的溫度為1800～1850℃，保溫時間為0.5～1h，所述熱等靜壓燒結在氮氣保護條件下進行，所述熱等靜壓燒結時氮氣的壓力為200～210MPa。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述燒結助劑的質量為氮化硅粉和燒結助劑總質量的3～5％。

7.根據權利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，所述燒結助劑包括氧化鋁、氧化鑭、氧化釹、氧化鐿、氧化鉺和氧化釤中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述壓制氮化硅陶瓷微球素坯和較大尺寸氮化硅陶瓷素坯球裝入多層側壁坩堝的層間和內壁形成的腔體中。

9.權利要求1～8任一項所述制備方法制備得到的高精度氮化硅陶瓷微球，其特征在于，所述高精度氮化硅陶瓷微球的表面粗糙度Ra滿足：0.006μm≤Ra≤0.008μm，球直徑變動量V_Dw滿足：0.03μm≤V_Dw≤0.08μm，球形誤差△S_ph滿足：0.03μm≤△S_ph≤0.08μm。

10.權利要求9所述高精度氮化硅陶瓷微球在牙鉆軸承中的應用。