本发明涉及陶瓷烧制技术领域，特别是涉及一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板及其制备方法。
背景技术：
碳化硅(sic)是用石英砂、石油焦、木屑等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅又称碳硅石。在当代c、n、b等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2，故以氮化硅为基体的棚板在陶瓷烧结领域得到了广泛的应用，碳化硅棚板在陶瓷烧结过程中存在气孔率较大，高温抗折强度不高的缺点，使得碳化硅棚板在陶瓷烧结过程中容易出现断裂的情况，使得棚板的使用性能较差。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，通过添加氮化硅和稀土氧化物，可有效的减小棚板的气孔率，提高棚板的高温抗折强度。
本发明的另一个目的在于提供一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板的制备方法，坯料在烧结过程中出现的变形较小；有效的减小模压成型时坯料与模具之间的摩擦阻力。
本发明的一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板由以下质量百分比的原料组成：碳化硅粉65％-75％、氮化硅粉10％-20％、除铁废砂浆5％-10％、稀土氧化物5％-10％和高岭黏土2％-5％。
高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板的制备方法包括以下步骤：
s1、混料：按照质量百分比将碳化硅粉、氮化硅粉、废砂浆、稀土氧化物和高岭黏土投入至高效混料机中进行搅拌混合；
s2、球磨：将混料投入至聚乙烯球磨罐中，对混料进行球磨处理；
s3、干燥：将球磨好的混料转入烘干箱内进行烘干；
s4、造粒、过筛和困料：干燥好的混料进入造粒机进行造粒，之后将颗粒过筛，过筛之后将颗粒转入至料仓内进行困料；
s5、压制成型：将困料完成的颗粒转入至成型机模具中模压成型，模具使用以挥发的煤油进行润滑；
s6、将压制成型的坯料转入至窑炉中烧结生成氮化硅结合碳化硅棚板，烧结过程中将坯料在窑炉内竖装码放。
本发明的一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，由以下质量百分比的原料组成：碳化硅粉70％-75％、氮化硅粉10％-15％、除铁废砂浆5％-10％、稀土氧化物5％-10％和高岭黏土2％-5％。
本发明的一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，s1中稀土氧化物为氧化镝、氧化铒、氧化钇、氧化铕、氧化镧和氧化镨中的一种或多种。
本发明的一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，s2中球磨转速控制400-420r/min,球磨时间保持在35分钟左右。
本发明的一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，s4中造粒之后的颗粒大小为1mm-1.5mm。
本发明的一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，s1中高效混料机中搅拌桨的转速控制在650-700转/分钟。
本发明的一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，s3中烘干箱的烘干温度保持在72-77摄氏度，时间为4-4.5小时。
本发明的一种高温抗折型氮化硅结合碳化硅棚板，s4中颗粒在料仓内的困料时间保持在25-30小时。
与现有技术相比本发明的有益效果为：一、碳化硅棚板中添加氮化硅和稀土氧化物成分，碳化硅大颗粒被含有粒状碳化硅、颗粒状氮化硅和纤维状氮化硅的基质包围，在高温时，棚板表面形成的二氧化硅玻璃相封闭了气孔，有效的防止了内部材料被氧化，保持强度不会迅速下降，氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体，高温时抗氧化，且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂，有效的减小棚板的气孔率，提高棚板的高温抗折强度；二、烧结过程中将坯料在窑炉内竖装码放，可以减小坯料受到高温时出现的弯折；三、将成型机模具使用易挥发的煤油作为润滑剂进行润滑，煤油以挥发的特性使得不会造成模具和坯料被污染，且煤油可对坯料和模具进行润滑，减小成型时产生的摩擦力，有效的减轻压制过程中出现的压力传递偏差。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
s1、按照质量配比取碳化硅粉65％、氮化硅粉20％、除铁废砂浆7％、稀土氧化物5％和高岭黏土3％，加入高效混料机内进行混料，设置混料机搅拌桨的转速为680转/分钟；
s2、球磨：将混料投入至聚乙烯球磨罐中，对混料进行球磨处理，球磨转速控制400r/min,球磨时间保持在35分钟左右；
s3、干燥：将球磨好的混料转入烘干箱内进行烘干，烘干温度保持在72-77摄氏度，时间为4.2小时；
s4、造粒、过筛和困料：干燥好的混料进入造粒机进行造粒，颗粒大小为1.2mm，之后将颗粒过筛，过筛之后将颗粒转入至料仓内进行困料，在料仓内的困料时间为在27小时；
s5、压制成型：将困料完成的颗粒转入至成型机模具中模压成型，模具使用易挥发的煤油进行润滑；
s6、将压制成型的坯料转入至窑炉中烧结生成氮化硅结合碳化硅棚板，烧结过程中将坯料在窑炉内竖装码放。
实施例2：
s1、按照质量配比取碳化硅粉75％、氮化硅粉10％、除铁废砂浆7％、稀土氧化物5％和高岭黏土3％，加入高效混料机内进行混料，设置混料机搅拌桨的转速为680转/分钟；
s2、球磨：将混料投入至聚乙烯球磨罐中，对混料进行球磨处理，球磨转速控制400-420r/min,球磨时间保持在35分钟左右；
s3、干燥：将球磨好的混料转入烘干箱内进行烘干，烘干温度保持在72-77摄氏度，时间为4.2小时；
s4、造粒、过筛和困料：干燥好的混料进入造粒机进行造粒，颗粒大小为1.5mm，之后将颗粒过筛，过筛之后将颗粒转入至料仓内进行困料，在料仓内的困料时间为在27小时；
s5、压制成型：将困料完成的颗粒转入至成型机模具中模压成型，模具使用易挥发的煤油进行润滑；
s6、将压制成型的坯料转入至窑炉中烧结生成氮化硅结合碳化硅棚板，烧结过程中将坯料在窑炉内竖装码放。
实施例3：
s1、按照质量配比取碳化硅粉70％、氮化硅粉15％、除铁废砂浆7％、稀土氧化物5％和高岭黏土3％，加入高效混料机内进行混料，设置混料机搅拌桨的转速为680转/分钟；
s2、球磨：将混料投入至聚乙烯球磨罐中，对混料进行球磨处理，球磨转速控制400-420r/min,球磨时间保持在35分钟左右；
s3、干燥：将球磨好的混料转入烘干箱内进行烘干，烘干温度保持在72-77摄氏度，时间为4.2小时；
s4、造粒、过筛和困料：干燥好的混料进入造粒机进行造粒，颗粒大小为1.3mm，之后将颗粒过筛，过筛之后将颗粒转入至料仓内进行困料，在料仓内的困料时间为在27小时；
s5、压制成型：将困料完成的颗粒转入至成型机模具中模压成型，模具使用易挥发的煤油进行润滑；
s6、将压制成型的坯料转入至窑炉中烧结生成氮化硅结合碳化硅棚板，烧结过程中将坯料在窑炉内竖装码放。
对比例1：
s1、按照质量配比取碳化硅粉85％、除铁废砂浆7％、稀土氧化物5％和高岭黏土3％。
对比例2：
s1、按照质量配比取碳化硅粉80％、氮化硅粉15％、除铁废砂浆7％和高岭黏土3％。
对比例3：
s1、按照质量配比取碳化硅粉90％、除铁废砂浆7％和高岭黏土3％。
对比例4：
与实施例3的区别在于模具未使用易挥发的煤油进行润滑。
对比例5：
与实施例3的区别在于烧结过程中未将坯料在窑炉内竖装码放，而是横置。
由实施例1-3以及对比例1-5制得的棚板，进行的如下测试分析，得到以下数据：
由实施例1-3以及对比例1-5得出的气孔率和抗弯强度可知，碳化硅棚板中添加氮化硅和稀土氧化物成分，碳化硅大颗粒被含有粒状碳化硅、颗粒状氮化硅和纤维状氮化硅的基质包围，在高温时，棚板表面形成的二氧化硅玻璃相封闭了气孔，有效的防止了内部材料被氧化，保持强度不会迅速下降，氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体，高温时抗氧化，且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂，稀土氧化物作为稳定剂，烧结助剂加入之后，可以明显的提高和改善碳化硅棚板的强度和韧性，有效的减小棚板的气孔率，提高棚板的高温抗折强度；将成型机模具使用易挥发的煤油作为润滑剂进行润滑，煤油以挥发的特性使得不会造成模具和坯料被污染，且煤油可对坯料和模具进行润滑，减小成型时产生的摩擦力，有效的减轻压制过程中出现的压力传递偏差；烧结过程中将坯料在窑炉内竖装码放，可以减小坯料受到高温时出现的弯折。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。