專利名稱：一種用預(yù)制的yag納米粉作為燒結(jié)助劑的碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷生產(chǎn)技術(shù)，特別是碳化硅陶瓷的液相燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)。本發(fā)明提供一種新的技術(shù)方案。本發(fā)明的技術(shù)方案是用預(yù)制的YAG納米粉作為燒結(jié)助劑。本發(fā)明提供的技術(shù)方案有助于降低燒結(jié)溫度，提高碳化硅陶瓷產(chǎn)品的品質(zhì)。
碳化硅陶瓷非常難燒結(jié)，如果要碳化硅粉體材料自身燒結(jié)，即便在非常高的溫度下，粉末之間也僅有微量的頸部長大，而不發(fā)生體積收縮致密化。因此，其燒結(jié)通常需在很高溫度(2300-2400K)下進(jìn)行，并且需要加入少量添加劑或施加高的機(jī)械壓力。以施加一定壓力為特征的就是熱壓或熱等靜壓燒結(jié)。從機(jī)械性能上看，熱壓燒結(jié)的碳化硅陶瓷具有很高的燒結(jié)密度、抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性。尤其是有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能(1600度以上力學(xué)性能還略有增強(qiáng))，可以應(yīng)用于各個碳化硅結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域。但是由于熱壓燒結(jié)過程中必須對陶瓷素坯進(jìn)行包封，因此無法大批量生產(chǎn)，限制了其在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。
在體系中添加燒結(jié)助劑的無壓燒結(jié)方法是最有前途的制備高性能碳化硅陶瓷的工業(yè)生產(chǎn)方法。根據(jù)燒結(jié)助劑在燒結(jié)過程中的狀態(tài)，無壓燒結(jié)還可以分為固相燒結(jié)和液相燒結(jié)。固相燒結(jié)通常是在體系中加入適量的碳化硼和碳，而液相燒結(jié)則加入適量的助熔劑而在燒結(jié)時呈現(xiàn)液態(tài)。相對而言，液相無壓燒結(jié)方法具有更低的燒結(jié)溫度、與熱壓燒結(jié)相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能(固相燒結(jié)斷裂韌性較差、斷裂模式為典型的穿晶斷裂，晶粒粗大且均勻性差，而液相燒結(jié)有弱化的界面、強(qiáng)度和韌性顯著提高、斷裂模式為典型的沿晶斷裂)和高溫強(qiáng)度和抗氧化性。因此，液相無壓燒結(jié)碳化硅是制備高性能碳化硅陶瓷最有前景的工業(yè)化方法。液相燒結(jié)可以在較低的溫度下燒結(jié)得到與熱壓燒結(jié)產(chǎn)品相當(dāng)?shù)臄嗔秧g性和彎曲強(qiáng)度并且具有復(fù)雜形狀和大尺寸的碳化硅部件。
液相燒結(jié)體系，特別是SiC-Al2O3-Y2O3，已成為近年來的重點發(fā)展方向。
在SiC-Al2O3-Y2O3液相燒結(jié)體系，目前采用的生產(chǎn)技術(shù)是將燒結(jié)助劑Al2O3和Y2O3(是未發(fā)生化學(xué)結(jié)合的、各自獨(dú)立的原料Al2O3和原料Y2O3)與碳化硅粉及結(jié)合劑直接混合，進(jìn)行球磨，然后，經(jīng)干燥，造粒，模壓成型，固化定型，粗機(jī)械加工，高溫?zé)Y(jié)，機(jī)械精加工等步驟，最終形成碳化硅陶瓷產(chǎn)品。據(jù)了解，在上述工藝中，球磨不足或球磨不到位，會造成燒結(jié)助劑分布不均，這包括燒結(jié)助劑整體的分布不均以及構(gòu)成燒結(jié)助劑的各主要成份的分布不均，并常因此影響到燒結(jié)產(chǎn)品的品質(zhì)。
本發(fā)明的目的，在于避免上述的由于球磨不足或球磨不到位所造成的燒結(jié)助劑分布不均(這包括燒結(jié)助劑整體的分布不均以及構(gòu)成燒結(jié)助劑的各主要成份的分布不均)所帶來的對燒結(jié)產(chǎn)品品質(zhì)的負(fù)面影響。本發(fā)明提出了一個新的技術(shù)方案。
在深入研究以Al2O3和Y2O3為燒結(jié)助劑的整個碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝過程，并查閱了大量文獻(xiàn)后，確認(rèn)，按生產(chǎn)經(jīng)驗比例摻入的由Al2O3和Y2O3構(gòu)成的燒結(jié)助劑，在高溫?zé)Y(jié)溫區(qū)，實際上是逐步相互反應(yīng)形成以釔鋁石榴石為主要成份的熔融液相，此熔融液相的生成是在較低燒結(jié)溫度下實現(xiàn)碳化硅陶瓷液相燒結(jié)的關(guān)鍵。
本發(fā)明的技術(shù)方案，是一種用預(yù)制的YAG納米粉作為燒結(jié)助劑的碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝，該工藝是采用燒結(jié)助劑的生產(chǎn)工藝，該工藝是液相燒結(jié)生產(chǎn)工藝，燒結(jié)助劑中含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素，該工藝的主要原料是碳化硅粉和燒結(jié)助劑以及結(jié)合劑，經(jīng)混合、模壓成型、固化、高溫液相燒結(jié)等主要工藝步驟，形成碳化硅陶瓷產(chǎn)品，其特征在于，該工藝用預(yù)制的YAG納米粉作為燒結(jié)助劑，所述預(yù)制的YAG納米粉的主要成份是納米粉態(tài)的釔鋁石榴石。所述結(jié)合劑例如PVB，PVA。所述預(yù)制的YAG納米粉還可以含有其它一些摻雜成分，所述摻雜成分例如La元素，Sm元素，Yb元素，Mg元素等。所述碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝中，原料里還可以含有增塑劑以及潤滑劑。
所述預(yù)制的YAG納米粉可以采用共沉淀法進(jìn)行生產(chǎn)，所述共沉淀法，其工藝過程包括以下步驟a，將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與沉淀劑混合，形成含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的沉淀物；b，熱處理。所述混合溶液例如含有釔元素和鋁元素的無機(jī)鹽溶液，含有釔元素和鋁元素的有機(jī)鹽溶液。所述無機(jī)鹽例如硝酸鹽，硫酸鹽，鹽酸鹽。所述有機(jī)鹽例如醋酸鹽，順丁烯二酸鹽。所述沉淀劑例如尿素，草酸，碳酸鈉，碳酸氫銨，碳酸銨，氨水等。在用共沉淀法生產(chǎn)所述預(yù)制的YAG納米粉的工藝過程中，還可以包括以下工藝步驟過濾，洗滌，干燥。所述熱處理的溫區(qū)可以在300℃～1500℃溫區(qū)。
所述預(yù)制的YAG納米粉當(dāng)然也可以是采用其它方法生產(chǎn)的預(yù)制的YAG納米粉，所述其它方法例如水熱合成法，溶膠—凝膠法，噴霧熱解法。所述水熱合成法、溶膠—凝膠法以及噴霧熱解法的技術(shù)含意在釔鋁石榴石粉體生產(chǎn)領(lǐng)域是公知的。
在采用共沉淀法生產(chǎn)所述預(yù)制的YAG納米粉的工藝過程中，還可以結(jié)合使用超聲波，也就是說，在所述將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與沉淀劑混合，形成含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的沉淀物的過程中，同時對沉淀發(fā)生區(qū)所在溶液施加超聲波。對沉淀發(fā)生區(qū)所在溶液施加超聲波，有利于形成更為理想的所述沉淀物。
所述預(yù)制的YAG納米粉的制備工藝中還可以包含以下步驟用機(jī)械研磨粉碎裝置對粗制的含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的混合物進(jìn)行機(jī)械研磨粉碎。所述機(jī)械研磨粉碎裝置例如回轉(zhuǎn)式球磨機(jī)，行星式球磨機(jī)，高能球磨機(jī)，攪拌磨，振動式磨機(jī)(振動磨)，微粉磨，超細(xì)磨，納米粉碎機(jī)。所述機(jī)械研磨粉碎的目的是形成粒度較小的納米粉。無論在沉淀過程中是否施加超聲波，并且，無論所述預(yù)制的YAG納米粉的制備工藝是否采用共沉淀法，用機(jī)械研磨粉碎裝置對粗制的含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的混合物進(jìn)行機(jī)械研磨粉碎，總是有利于形成粒度較小的納米粉。
可以有多種方法將所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑進(jìn)行混合，其中，方式之一，是采用球磨方法進(jìn)行混合。所述球磨可以是回轉(zhuǎn)式球磨、行星式球磨、振動式球磨或攪拌式球磨。無論在所述沉淀過程中是否施加超聲波，無論所述預(yù)制的YAG納米粉的制備工藝是否采用共沉淀法，無論是否已用機(jī)械研磨粉碎裝置對粗制的含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的混合物進(jìn)行機(jī)械研磨粉碎，總是可以通過球磨，使所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑達(dá)到充分混合。
機(jī)械攪拌方法也可以用于將所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑等進(jìn)行混合。適用的攪拌機(jī)械品牌及品種繁多。無論在所述沉淀過程中是否施加超聲波，無論所述預(yù)制的YAG納米粉的制備工藝是否采用共沉淀法，無論是否已用機(jī)械研磨粉碎裝置對粗制的含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的混合物進(jìn)行機(jī)械研磨粉碎，總是可以通過機(jī)械攪拌，使所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑達(dá)到充分混合。此工藝的特征在于，所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑的混合方式是加入液體制成漿狀物料，并對所述漿狀物料進(jìn)行機(jī)械攪拌。所述液體例如水，水加乙醇，水加甲醇，水加乙醇、甲醇，水加乙醇、甲醇。
還可以利用超聲效應(yīng)進(jìn)行混料，此工藝的特征在于，所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑的混合方式是加入液體制成漿狀物料，并對所述漿狀物料施加超聲波，利用超聲效應(yīng)進(jìn)行混料。所述液體例如水，水加乙醇，水加甲醇，水加乙醇、甲醇，水加乙醇、甲醇。無論在所述沉淀過程中是否施加超聲波，無論所述預(yù)制的YAG納米粉的制備工藝是否采用共沉淀法，無論是否已用機(jī)械研磨粉碎裝置對粗制的含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的混合物進(jìn)行機(jī)械研磨粉碎，總是可以利用超聲效應(yīng)進(jìn)行混料，使所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑達(dá)到充分混合。超聲波可產(chǎn)生的一系列超聲效應(yīng)在超聲波技術(shù)領(lǐng)域是公知的。
另一種混料方案是對所述漿狀物料結(jié)合施加機(jī)械攪拌和超聲波。無論在所述沉淀過程中是否施加超聲波，無論所述預(yù)制的YAG納米粉的制備工藝是否采用共沉淀法，無論是否已用機(jī)械研磨粉碎裝置對粗制的含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的混合物進(jìn)行機(jī)械研磨粉碎，總是可以在主要成份由預(yù)制的YAG納米粉、碳化硅粉以及結(jié)合劑構(gòu)成的物料中加入液體制成漿狀物料，并對所述漿狀物料結(jié)合施加機(jī)械攪拌和超聲波。所述液體例如水，水加乙醇，水加甲醇，水加乙醇、甲醇，水加乙醇、甲醇。結(jié)合施加機(jī)械攪拌和超聲波進(jìn)行混料，有利于達(dá)成更佳的混合效果。
在純的釔鋁石榴石中，鋁元素與釔元素的摩爾數(shù)之等于5比3。而在本發(fā)明所述預(yù)制的YAG納米粉中，鋁元素與釔元素的摩爾數(shù)之比不限于5比3。所述預(yù)制的YAG納米粉中鋁元素與釔元素的摩爾數(shù)之比可以有多種選擇，例如5.5比3；6比3；6.5比3；7比3；7.5比3；8比3。在所述預(yù)制的YAG納米粉中，鋁元素與釔元素的摩爾數(shù)之比大于5比3，該比例條件有利于抑制揮發(fā)，該比例條件是本發(fā)明的從屬權(quán)利要求之一。
此外，所述預(yù)制的YAG納米粉中，金屬元素成份不限于鋁元素和釔元素，其中還可以含有一些其它的金屬元素，例如鎂，鑭，鐿。用含有金屬元素鎂(Mg)的所述預(yù)制的YAG納米粉作為碳化硅陶瓷的燒結(jié)助劑，有利于抑制揮發(fā)，有利于燒成致密碳化硅陶瓷。
在現(xiàn)有的碳化硅陶瓷液相燒結(jié)工藝中，是將燒結(jié)助劑Al2O3和Y2O3(是未發(fā)生化學(xué)結(jié)合的、各自獨(dú)立的原料Al2O3和原料Y2O3)與碳化硅粉及結(jié)合劑直接混合，進(jìn)行球磨，然后，經(jīng)干燥造粒，模壓成型，固化定型，粗機(jī)械加工，高溫?zé)Y(jié)，機(jī)械精加工等步驟，最終形成碳化硅陶瓷產(chǎn)品。據(jù)了解，在這樣工藝中，球磨不足或球磨不到位，會造成燒結(jié)助劑分布不均，這包括燒結(jié)助劑整體的分布不均以及構(gòu)成燒結(jié)助劑的各主要成份的分布不均，并常因此影響到燒結(jié)產(chǎn)品的品質(zhì)。在混合情況比較好的前提條件下，由原料Al2O3和原料Y2O3構(gòu)成的燒結(jié)助劑，在高溫?zé)Y(jié)溫區(qū)，應(yīng)當(dāng)相互反應(yīng)形成以釔鋁石榴石為主要成份的熔融液相，此熔融液相的生成是在較低燒結(jié)溫度下(1700℃～2100℃)實現(xiàn)碳化硅陶瓷液相燒結(jié)的關(guān)鍵。但是，在現(xiàn)有的碳化硅陶瓷液相燒結(jié)工藝中，球磨不足或球磨不到位時，原料Al2O3和原料Y2O3就很容易出現(xiàn)分布不均的情況，也就是說，坯料(指高溫?zé)Y(jié)前的坯料)中的各部位原料Al2O3以及原料Y2O3的分布比例很容易偏離技術(shù)預(yù)定的理想比例，在高溫?zé)Y(jié)中，有一部分的技術(shù)預(yù)定應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)化的燒結(jié)助劑原料成份(或是Al2O3，或是Y2O3)沒有能夠及時反應(yīng)生成釔鋁石榴石，這部分應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)化而沒有能夠及時轉(zhuǎn)化的燒結(jié)助劑原料成份沒能發(fā)揮輔助燒結(jié)的作用，轉(zhuǎn)而可能變成區(qū)域富集性分布的雜質(zhì)因素，并進(jìn)而影響燒結(jié)品質(zhì)，影響產(chǎn)品的機(jī)械力學(xué)性能。
而本發(fā)明的技術(shù)方案，是一種用預(yù)制的YAG納米粉作為燒結(jié)助劑的碳化硅陶瓷生產(chǎn)技術(shù)。用預(yù)制的YAG納米粉作為燒結(jié)助劑，可以在相當(dāng)程度上避免上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題。另外，預(yù)制的YAG納米粉的主要成份釔鋁石榴石在低于現(xiàn)有技術(shù)燒結(jié)溫區(qū)的溫度條件即進(jìn)入熔融態(tài)，這有利于在相對較低的溫度條件下實現(xiàn)液相燒結(jié)；相對較低的燒結(jié)溫度還有利于延長燒結(jié)爐的壽命，也有利于節(jié)能。
附

圖1 簡明地表達(dá)了本發(fā)明的技術(shù)要點。
實施例1取硝酸釔和硝酸鋁原料，以Y∶Al＝3∶5～7的比例(摩爾比)稱料，溶解，形成含有釔元素和鋁元素的混合溶液，將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與適量的適當(dāng)濃度的氨水混合，生成沉淀，經(jīng)過濾，洗滌，干燥，熱處理(熱處理的溫區(qū)300℃～1500℃)，球磨0.5～2小時，成為預(yù)制的YAG納米粉。
稱取0.5公斤量的所述預(yù)制的YAG納米粉，同時稱取5～8公斤的碳化硅粉及其它配料(適量結(jié)合劑、適量增塑劑、適量潤滑劑等)，配成干重約5.5～8.5公斤量的物料，將該物料送入球磨機(jī)內(nèi)，加適量水，球磨1～2小時，之后，取出處理好的物料，干燥，造粒，模壓成型，在150℃～300℃之間的適當(dāng)溫點進(jìn)行固化1～2小時，冷至室溫后進(jìn)行機(jī)械切削粗加工，將粗加工后的坯料送入石墨碳管高溫電爐中，于1700℃～2100℃溫區(qū)燒結(jié)0.5～1.5小時，制得碳化硅坯陶材料，所述碳化硅坯陶材料經(jīng)精磨加工工序后，制成碳化硅陶瓷精加工成品。
實施例2取硫酸釔和硫酸鋁原料，以Y∶Al＝3∶5～7的比例(摩爾比)稱料，溶解，形成含有釔元素和鋁元素的混合溶液，將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與適量的適當(dāng)濃度的碳酸氫銨溶液混合，生成沉淀，經(jīng)過濾，洗滌，干燥，熱處理(熱處理的溫區(qū)300℃～1500℃)，球磨0.5～2小時，成為預(yù)制的YAG納米粉。
本實施例的余下的工藝步驟與實施例1的對應(yīng)部分相同。
實施例3取氧化釔和硝酸鋁原料，將氧化釔用適量的適當(dāng)濃度的硝酸溶液溶解，生成硝酸釔溶液，將硝酸釔溶液與硝酸鋁原料以Y∶Al＝3∶5～7的比例(摩爾比)配料，溶解，形成含有釔元素和鋁元素的混合溶液，將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與適量的適當(dāng)濃度的碳酸氫銨溶液混合，生成沉淀，經(jīng)過濾，洗滌，干燥，熱處理(熱處理的溫區(qū)300℃～1500℃)，球磨0.5～2小時，成為預(yù)制的YAG納米粉。
本實施例的余下的工藝步驟與實施例1的對應(yīng)部分相同。
實施例4取氧化釔和硝酸鋁原料，將氧化釔用適量的適當(dāng)濃度的硝酸溶液溶解，生成硝酸釔溶液，將硝酸釔溶液與硝酸鋁原料以Y∶Al＝3∶5～7的比例(摩爾比)配料，溶解，形成含有釔元素和鋁元素的混合溶液，將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與適量的適當(dāng)濃度的碳酸氫銨溶液混合，生成沉淀，經(jīng)過濾，洗滌，干燥，熱處理(熱處理的溫區(qū)300℃～1500℃)，球磨0.5～2小時，成為預(yù)制的YAG納米粉。
稱取0.5公斤量的所述預(yù)制的YAG納米粉，同時稱取5～8公斤的碳化硅粉及其它配料(適量結(jié)合劑、適量增塑劑、適量潤滑劑等)，配成干重約5.5～6公斤量的物料，將該物料送入機(jī)械攪拌槽內(nèi)，加適量水，形成漿狀物料，以機(jī)械攪拌的方式，攪拌漿狀物料1～2小時，之后，取出處理好的物料，干燥，造粒，模壓成型，在150℃～300℃之間的適當(dāng)溫點進(jìn)行固化1～2小時，冷至室溫后進(jìn)行機(jī)械切削粗加工，將粗加工后的坯料送入石墨碳管高溫電爐中，于1700℃～2100℃溫區(qū)燒結(jié)0.5～1.5小時，制得碳化硅坯陶材料，所述碳化硅坯陶材料經(jīng)精磨加工工序后，制成碳化硅陶瓷精加工成品。
實施例5取氧化釔和硝酸鋁原料，將氧化釔用適量的適當(dāng)濃度的硝酸溶液溶解，生成硝酸釔溶液，將硝酸釔溶液與硝酸鋁原料以Y∶Al＝3∶5～7的比例(摩爾比)配料，溶解，形成含有釔元素和鋁元素的混合溶液，將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與適量的適當(dāng)濃度的碳酸氫銨溶液混合，生成沉淀，經(jīng)過濾，洗滌，干燥，熱處理(熱處理的溫區(qū)300℃～1500℃)，球磨0.5～2小時，成為預(yù)制的YAG納米粉。
稱取0.5公斤量的所述預(yù)制的YAG納米粉，同時稱取5～8公斤的碳化硅粉及其它配料(適量結(jié)合劑、適量增塑劑、適量潤滑劑等)，配成干重約5.5～8.5公斤量的物料，將該物料送入機(jī)械攪拌槽或機(jī)械攪拌機(jī)內(nèi)，加適量水，形成漿狀物料，以機(jī)械攪拌的方式，攪拌漿狀物料1小時，之后，將所述漿狀物料轉(zhuǎn)入大功率超聲處理槽中，用大功率超聲波作用1小時，取出處理好的物料，干燥，造粒，模壓成型，在150℃～300℃之間的適當(dāng)溫點進(jìn)行固化1～2小時，冷至室溫后進(jìn)行機(jī)械切削粗加工，將粗加工后的坯料送入石墨碳管高溫電爐中，于1700℃～2100℃溫區(qū)燒結(jié)0.5～1.5小時，制得碳化硅坯陶材料，所述碳化硅坯陶材料經(jīng)精磨加工工序后，制成碳化硅陶瓷精加工成品。
實施例6取硝酸釔、硝酸鋁和硝酸鎂原料，以Y∶Al∶Mg＝3∶5～7∶0.1～5.0的比例(摩爾比)稱料，溶解，形成含有釔元素、鋁元素和鎂元素的混合溶液，將含有釔元素、鋁元素和鎂元素的混合溶液與適量的適當(dāng)濃度的碳酸鈉溶液混合，生成沉淀，經(jīng)過濾，洗滌，干燥，熱處理(熱處理的溫區(qū)300℃～1500℃)，球磨0.5～2小時，成為預(yù)制的YAG納米粉。
本實施例的余下的工藝步驟與實施例1或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?的對應(yīng)部分相同。
實施例7取硝酸釔、硝酸鋁、硝酸鎂和硝酸鑭原料，以Y∶Al∶Mg∶La＝3∶5～7∶0.1～5.0∶0.1～5.0的比例(摩爾比)稱料，溶解，形成含有釔元素、鋁元素、鎂元素和鑭元素的混合溶液，將含有釔元素、鋁元素、鎂元素和鑭元素的混合溶液與適量的適當(dāng)濃度的碳酸鈉溶液混合，生成沉淀，經(jīng)過濾，洗滌，干燥，熱處理(熱處理的溫區(qū)300℃～1500℃)，球磨0.5～2小時，成為預(yù)制的YAG納米粉。
本實施例的余下的工藝步驟與實施例1或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?的對應(yīng)部分相同。
權(quán)利要求
1，一種用預(yù)制的YAG納米粉作為燒結(jié)助劑的碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝，該工藝是采用燒結(jié)助劑的生產(chǎn)工藝，該工藝是液相燒結(jié)生產(chǎn)工藝，燒結(jié)助劑中含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素，該工藝的主要原料是碳化硅粉和燒結(jié)助劑以及結(jié)合劑，經(jīng)混合、模壓成型、固化、高溫液相燒結(jié)等主要工藝步驟，形成碳化硅陶瓷產(chǎn)品，其特征在于，該工藝用預(yù)制的YAG納米粉作為燒結(jié)助劑，所述預(yù)制的YAG納米粉的主要成份是納米粉態(tài)的釔鋁石榴石。
2，根據(jù)權(quán)力要求1所述的碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述預(yù)制的YAG納米粉的制備工藝中包含以下步驟a，將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與沉淀劑混合，形成含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的沉淀物；b，熱處理。
3，根據(jù)權(quán)力要求2所述的碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述將含有釔元素和鋁元素的混合溶液與沉淀劑混合，形成含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的沉淀物的過程中，同時對沉淀發(fā)生區(qū)所在溶液施加超聲波。
4，根據(jù)權(quán)力要求2或3所述的碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述預(yù)制的YAG納米粉的制備工藝中包含以下步驟用機(jī)械研磨粉碎裝置對粗制的含有釔(Y)元素和鋁(Al)元素的混合物進(jìn)行機(jī)械研磨粉碎。
5，根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑的混合方式是采用球磨方式。
6，根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑的混合方式是加入液體制成漿狀物料，并對所述漿狀物料進(jìn)行機(jī)械攪拌。
7，根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述預(yù)制的YAG納米粉與碳化硅粉以及結(jié)合劑的混合方式是加入液體制成漿狀物料，并對所述漿狀物料施加超聲波，利用超聲效應(yīng)進(jìn)行混料。
8，根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，對所述漿狀物料結(jié)合施加機(jī)械攪拌和超聲波。
9，根據(jù)權(quán)力要求1所述的碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述預(yù)制的YAG納米粉中，鋁元素與釔元素的摩爾數(shù)之比大于5比3。
10，根據(jù)權(quán)力要求1或9所述的碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述預(yù)制的YAG納米粉中含有鎂(Mg)元素。
全文摘要
本發(fā)明涉及陶瓷生產(chǎn)技術(shù)，特別是碳化硅陶瓷的液相燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)。本發(fā)明提供一種新的技術(shù)方案。本發(fā)明的技術(shù)方案是用預(yù)制的YAG納米粉作為燒結(jié)助劑。本發(fā)明提供的技術(shù)方案有助于避免因Al
文檔編號C01F17/00GK101081738SQ20061008499
公開日2007年12月5日 申請日期2006年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者李榕生, 水淼, 陳紅兵, 干寧, 王霞, 宋岳, 胡乾, 林安, 任元龍 申請人:寧波大學(xué)