專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高致密度復(fù)合陶瓷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高致密度復(fù)合陶瓷的制備方法，屬于陶瓷制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
立方氮化硼陶瓷均有良好的耐熱性、熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性，是理想的散熱材料和高溫絕緣材料。氮化硼的化學(xué)穩(wěn)定性好，能抵 抗大部分熔融金屬的浸蝕。它也有很好的自潤(rùn)滑性。然而其硬度較其他高強(qiáng)度陶瓷低，適用于制作高溫軸承。然而立方氮化硼陶瓷的燒結(jié)條件極其苛刻，為了降低其燒結(jié)溫度和條件，需要在燒結(jié)過(guò)程中加入其他燒結(jié)助劑。氮化硅陶瓷具有極高的強(qiáng)度很高且極耐高溫，其強(qiáng)度在1200°C的高溫不下降，受熱后不會(huì)熔成融體，同時(shí)，其耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異，能耐幾乎所有的無(wú)機(jī)酸和30%以下的燒堿溶液，也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕。氮化硅陶瓷的燒結(jié)工藝一般為三種熱等靜壓(HIP)、熱壓(HP)和氣氛壓力燒結(jié)。氣氛燒結(jié)的壓力為5 10MPa，熱壓燒結(jié)的壓力為70Mpa左右，熱等靜壓的燒結(jié)的壓力為150MPa 200MPa。為了增強(qiáng)氮化硅陶瓷的導(dǎo)熱性及自潤(rùn)滑性，需要提供一種多相復(fù)合陶瓷材料，并降低燒結(jié)壓力，實(shí)現(xiàn)無(wú)壓燒結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高致密度復(fù)合陶瓷的制備方法，該制備方法可以實(shí)現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅-氮化鋁-立方氮化硼復(fù)合陶瓷材料，利用該方法制備的復(fù)合陶瓷強(qiáng)度高、致密性好、耐磨行優(yōu)異、自潤(rùn)滑性能好的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于制作陶瓷球軸承的滾動(dòng)體。一種高致密度復(fù)合陶瓷的制備方法，包括混料、球磨和燒結(jié)的步驟，所述混料步驟中，陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成
/^-Si3N470% 90%AlN5%~25%BN1%~3%Y2O30.1%~1%Ca F，0.1%-1%本發(fā)明所述高致密復(fù)合陶瓷的制備方法優(yōu)選所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成A-Si3N475% 90%
AlN10%-20%
BN2% 3%
Υ20:
CaF20.1%-]%,本發(fā)明所述高致密復(fù)合陶瓷的制備方法優(yōu)選所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成
/ASi3N480%
AlN16%
Y2O30.5%
CaF20.5% ο本發(fā)明所述高致密復(fù)合陶瓷的制備方法優(yōu)選所述燒結(jié)為無(wú)壓燒結(jié)的步驟，按下述工藝進(jìn)行氮?dú)鈿夥罩校瑢⒎哿现糜谀＞咧校跓Y(jié)爐中以1(T20°C /min的速度升溫至15000C 1750°C，保溫2h 6h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫，其中氮?dú)饬魉贋镮 5L/min。本發(fā)明所述高致密復(fù)合陶瓷的制備方法優(yōu)選所述球磨步驟，按下述工藝進(jìn)行常溫下，將經(jīng)混料的粉料置于球磨機(jī)中，于30(T360r/min的速度球磨2tT6h。本發(fā)明所述高致密復(fù)合陶瓷的制備方法優(yōu)選所述混料步驟，按下述工藝進(jìn)行將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過(guò)8(Γ200目篩。本發(fā)明所述高致密復(fù)合陶瓷的制備方法進(jìn)一步優(yōu)選下述技術(shù)方案一種高致密復(fù)合陶瓷的制備方法，包括下述工藝步驟①混料將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過(guò)8(Γ200目篩；②球磨常溫下，將經(jīng)混料的粉料置于球磨機(jī)中，于30(T360r/min的速度球磨2h 6h ；③燒結(jié)氮?dú)鈿夥罩校瑢⒎哿现糜谀＞咧校跓Y(jié)爐中以1(T20°C /min的速度升溫至1500°C 1750°C，保溫2tT6h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫，其中氮?dú)饬魉贋镮 5L/min。本發(fā)明的有益效果是一種高致密度復(fù)合陶瓷的制備方法，包括混料、球磨和燒結(jié)的步驟所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成β -Si3N4 :709T90%，AlN :5°/Γ25%，BN :1°/Γ3%，Y2O3 0. 1°/Γ %，CaF2 0. 1°/Γ %，該制備方法可以實(shí)現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅-氮化鋁-立方氮化硼復(fù)合陶瓷材料，同時(shí)步驟簡(jiǎn)單、方便易行。利用該方法制備的氮化硅陶瓷強(qiáng)度高、致密性好、耐高溫和耐磨優(yōu)異，可廣泛用于各種對(duì)材料強(qiáng)度要求高的領(lǐng)域，尤其適用于制作軸承滾動(dòng)體。
具體實(shí)施例方式下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1①混料將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過(guò)120目篩，所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成
片 Si3N480%AlN16%BN3%Y2O30.5%CaF,0.5%。②球磨常溫下，將經(jīng)混料的粉料置于球磨機(jī)中，于300r/min的速度球磨5h ；
③燒結(jié)燒結(jié)氮?dú)鈿夥罩校瑢⒎哿现糜谀＞咧校跓Y(jié)爐中以15°C/min的速度升溫至11750°C，保溫3h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫，其中氮?dú)饬魉贋?L/min。
權(quán)利要求
1.一種高致密度復(fù)合陶瓷的制備方法，包括混料、球磨和燒結(jié)的步驟，其特征在于所述混料步驟中，陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成/ -S1.N470% 90%AlN5%~25% BNY2O3O.1 % I %CaF2O.!%-!%,
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成/J-Si3N475%~90%\1\10%-20%BN2%~3%Y2O3O.1 % I %CaF2O.1 % I %,
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成爐SiiN480%AlN16%BN3%Y2O30.5%CaF20.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述燒結(jié)為無(wú)壓燒結(jié)的步驟，按下述工藝進(jìn)行氮?dú)鈿夥罩校瑢⒎哿现糜谀＞咧校跓Y(jié)爐中以1(T2(TC /min的速度升溫至15000C 1750°C，保溫2h 6h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫，其中氮?dú)饬魉贋镮 5L/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述球磨步驟，按下述工藝進(jìn)行常溫下，將經(jīng)混料的粉料置于球磨機(jī)中，于30(T360r/min的速度球磨2tT6h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述混料步驟，按下述工藝進(jìn)行將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過(guò)8(Γ200目篩。
7.根據(jù)權(quán)利要求f6任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于包括下述工藝步驟 ①混料將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過(guò)8(Γ200目篩； ②球磨常溫下，將經(jīng)混料的粉料置于球磨機(jī)中，于30(T360r/min的速度球磨2tT6h； ③燒結(jié)氮?dú)鈿夥罩校瑢⒎哿现糜谀＞咧校跓Y(jié)爐中以1(T2(TC/min的速度升溫至·15000C 1750°C，保溫2h 6h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫，其中氮?dú)饬魉贋镮 5L/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高致密度復(fù)合陶瓷的制備方法，屬于陶瓷制備領(lǐng)域。一種高致密復(fù)合陶瓷的制備方法，包括混料、球磨和燒結(jié)的步驟所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成β-Si3N470%~90%，AlN5%~25%，BN1%~3%，Y2O30.1%~1%，CaF20.1%~1%。該制備方法可以實(shí)現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅-氮化鋁-立方氮化硼復(fù)合陶瓷材料，同時(shí)步驟簡(jiǎn)單、方便易行。利用該方法制備的氮化硅陶瓷強(qiáng)度高、致密性好、耐高溫和耐磨優(yōu)異，可廣泛用于各種對(duì)材料強(qiáng)度要求高的領(lǐng)域，尤其適用于制作軸承滾動(dòng)體。
文檔編號(hào)C04B35/584GK103011834SQ201210496669
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者李東炬, 韓吉光 申請(qǐng)人:大連大友高技術(shù)陶瓷有限公司