一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及陶瓷制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，它包括混料、壓制、冷等靜壓、燒結(jié)以及后加工的步驟，陶瓷原料以重量百分比計，包括如下組分：Si3N4：80-90%，Y2O3：6-14%，α相Al2O3：1-5%，WC：1-5%，TiC：1-5%。該制備方法步驟簡單、方便易行，制備工藝穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，利用該方法制備的結(jié)構(gòu)件陶瓷的硬度大、強度高，并且具有較高的耐高溫性能、耐高電壓沖擊性能以及耐彎曲性能，可廣泛用于材料要求高的領(lǐng)域，尤其用于高溫陶瓷軸承以及陶瓷渦輪葉片。
【專利說明】一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展進步，對材料的性能要求也越來越高。氮化硅及其復(fù)合陶瓷材料是結(jié)構(gòu)陶瓷中最有前途的一種工程陶瓷材料，具有很好的高強度、高硬度、耐高電壓、耐腐蝕、抗熱震和抗氧化等多種優(yōu)異的特性，因此在冶金、化工、石油機械等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。在國家頒布的“十二五”規(guī)劃材料部分中也明確地列出，氮化硅及其復(fù)合陶瓷材料成為重點支持產(chǎn)業(yè)，如光電行業(yè)需耐2萬伏電壓沖擊，同時耐500°C左右高溫，鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)礦沙、粉料等輸送設(shè)備，傳遞帶的反沖擊板及兩側(cè)擋板等需要高硬度耐磨材料，機械、泵業(yè)上的高強度柱塞代替硬質(zhì)合金，軸承行業(yè)中耐酸耐堿的要求以及高速軸承中需要的熱膨脹系數(shù)小的要求等等，氮化硅陶瓷均可以應(yīng)用于這些領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:提供一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，利用該方法制備的結(jié)構(gòu)件陶瓷的強度高、耐高溫以及耐高電壓沖擊，可廣泛用于材料要求高的領(lǐng)域，尤其用于高溫陶瓷軸承以及陶瓷渦輪葉片。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，它包括混料、壓制、冷等靜壓、燒結(jié)以及后加工的步驟，陶瓷原料以重量百分比計，包括如下組分:
【權(quán)利要求】
1.一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，它包括混料、壓制、冷等靜壓、燒結(jié)以及后加工的步驟，陶瓷原料以重量百分比計，包括如下組分:SiiN480-90%;Y2O,6-14%;a相 AI2O31-5%;WC1-5%;TIC1-5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，混料方式為球磨混料，混料時，料與球的質(zhì)量比為1:3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，所述球磨混料所采用的溶劑為酒精。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，球的材質(zhì)為Si3N4。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，球磨的時間為6-8天,球磨的速度為60-80r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，壓制是在油壓機上用模具成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，冷等靜壓時，所施加的壓力200MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，所述的燒結(jié)步驟，按下述工藝進行: (1)將冷等靜壓后的陶瓷坯料裝入石墨坩堝中，在氣壓爐中以1_2°C/min的速度升溫至300°C，并保溫I小時； (2)在氣壓爐中以5°C/min的速度繼續(xù)升溫至400°C，采用真空泵抽真空，同時打開進氣閥和出氣閥充入N2 ； (3)在氣壓爐中以10°C/min的速度繼續(xù)升溫至1300°C，并保溫I小時，再以1°C /min的速度升溫至1700°C，不斷的充入N2，使氣壓爐內(nèi)的廢氣隨著N2的充入而排出，當(dāng)溫度達到1700°C時，關(guān)閉出氣閥； (4)加大N2流量使之壓力增加到4-6MPa，同時以8-10°C/min的速度升溫至1850°C，并保溫20-40分鐘，停止加熱后隨氣壓爐冷卻至室溫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，所述的后加工是將燒結(jié)好的陶瓷塊經(jīng)過磨削，切割工藝得到結(jié)構(gòu)件陶瓷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氮化硅為原料制備氣壓燒結(jié)結(jié)構(gòu)件陶瓷的方法，其特征在于，所述的α相Al2O3是β相Al2O3粉經(jīng)140(TC煅燒制得。
【文檔編號】C04B35/584GK104030691SQ201310404889
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】計鴻琪 申請人:昆山申嘉特種陶瓷有限公司