一种氮化硅陶瓷的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种氮化硅陶瓷的制备方法，包括下述工艺步骤：混料：将经干燥后的陶瓷原料按比例混合均匀，过100~300目筛；球磨：常温下，将经混料的粉料置于球磨机中，于120-180r/min的速度球磨4h~14h；烧结：常压下，将粉料置于模具中，在烧结炉中以40-80℃/min的速度升温至800℃~1900℃，保温2h~5h，停止加热后随炉冷却至室温。本发明的制备方法可以实现在常压下烧结氮化硅陶瓷，同时步骤简单、方便易行。利用该方法制备的氮化硅陶瓷强度高、致密性好、耐高温和耐磨优异，可广泛用于各种对材料强度要求高的领域。
【专利说明】一种氮化硅陶瓷的制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明具体涉及一种氮化硅陶瓷的制备方法。
【背景技术】
[0003] 氮化硅陶瓷具有极高的强度很高且极耐高温，其强度在1200°c的高温不下降，受 热后不会熔成融体，同时，其耐化学腐蚀性能优异，能耐几乎所有的无机酸和30%以下的 烧碱溶液，也能耐很多有机酸的腐蚀。
[0004] 氮化硅陶瓷的烧结工艺一般为三种：热等静压（HIP)、热压（HP)和气氛压力烧结。
[0005] 热等静压工艺是将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，同时 施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。热等静压可以直接粉末成型，粉 末装入模具，然后使用氮气、氩气作加压介质，使粉末直接加热加压烧结成型的粉末冶金工 艺，其烧结的压力为150MPa?200MPa。
[0006] 热压烧结是将干燥粉料充填入模型内，再从单轴方向边加压边加热，压力约为 70Mpa，使成型和烧结同时完成的一种烧结方法。该方法具有降低烧结温度，缩短烧结时间， 抵制晶粒长大，得到晶粒细小、致密度高和机械、电学性能良好的产品的优点。然而，其烧 结压力高，且过程及设备复杂，生产控制要求严，模具材料要求高，能源消耗大，生产效率较 低,生产成本高。
[0007] 气氛烧结是将陶瓷坯体在通入一定气体的炉膛内进行烧结的方法，其烧结压力为 5?lOMPa。
【发明内容】
[0008] 发明目的：本发明针对不足，提出一种氮化硅陶瓷的制备方法。
[0009] 技术方案：本发明所述的一种氮化硅陶瓷的制备方法，包括下述工艺步骤： ① 混料：将经干燥后的陶瓷原料按比例混合均匀，过ΚΚΓ300目筛； ② 球磨：常温下，将经混料的粉料置于球磨机中，于120-180r/min的速度球磨 4tTl4h ; ③ 烧结：常压下，将粉料置于模具中，在烧结炉中以40-80°C /min的速度升温至 800°C?1900°C，保温2h?5h，停止加热后随炉冷却至室温。
[0010] 作为优化：所述步骤①混料中，过200目筛。
[0011] 作为优化：所述步骤②球磨中，150r/min的速度球磨。
[0012] 作为优化：所述步骤②球磨中，球磨时间为10h。
[0013] 作为优化：所述步骤③烧结中，在烧结炉中以60°C /min的速度升温至1200°C， 保温4h。
[0014] 有益效果：本发明的制备方法可以实现在常压下烧结氮化硅陶瓷，同时步骤简单、 方便易行。利用该方法制备的氮化硅陶瓷强度高、致密性好、耐高温和耐磨优异，可广泛用 于各种对材料强度要求高的领域。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明： 实施例1 一种氮化硅陶瓷的制备方法，包括下述工艺步骤： ① 混料：将经干燥后的陶瓷原料按比例混合均匀，过100目筛； ② 球磨：常温下，将经混料的粉料置于球磨机中，于120r/min的速度球磨4h; ③ 烧结：常压下，将粉料置于模具中，在烧结炉中以40°C /min的速度升温至800°C， 保温2h，停止加热后随炉冷却至室温。
[0016] 实施例2 一种氮化硅陶瓷的制备方法，包括下述工艺步骤： ① 混料：将经干燥后的陶瓷原料按比例混合均匀，过300目筛； ② 球磨：常温下，将经混料的粉料置于球磨机中，于180r/min的速度球磨14h; ③ 烧结：常压下，将粉料置于模具中，在烧结炉中以80°C /min的速度升温至1900°C， 保温5h，停止加热后随炉冷却至室温。
[0017] 实施例3 一种氮化硅陶瓷的制备方法，包括下述工艺步骤： ① 混料：将经干燥后的陶瓷原料按比例混合均匀，过200目筛； ② 球磨：常温下，将经混料的粉料置于球磨机中，于150r/min的速度球磨10h; ③ 烧结：常压下，将粉料置于模具中，在烧结炉中以60°C /min的速度升温至1200°C， 保温4h，停止加热后随炉冷却至室温。
[0018] 上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得 的技术方案均落在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于：包括下述工艺步骤： ① 混料：将经干燥后的陶瓷原料按比例混合均匀，过ΚΚΓ300目筛； ② 球磨：常温下，将经混料的粉料置于球磨机中，于120-180r/min的速度球磨 4tTl4h ; ③ 烧结：常压下，将粉料置于模具中，在烧结炉中以40-80°C /min的速度升温至 800°C?1900°C，保温2h?5h，停止加热后随炉冷却至室温。
2. 根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤①混料中，过 200目筛。
3. 根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤②球磨中， 150r/min的速度球磨。
4. 根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤②球磨中，球 磨时间为10h。
5. 根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤③烧结中，在 烧结炉中以60°C /min的速度升温至1200°C，保温4h。
【文档编号】C04B35/622GK104193343SQ201410420239
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】钱兵, 孙书刚 申请人:南通高欣耐磨科技股份有限公司