[发明专利]制造致密SiC基陶瓷产品的方法

权利要求书

1.获得微粒的方法，所述微粒可用于制造基于碳化硅的烧结产品，所述方法包括以下步骤：

a）将平均粒径d₅₀为约2微米或大于2微米的碳化硅SiC颗粒的第一粉末与平均粒径d₅₀也为约2微米或大于2微米的硼化合物颗粒（更具体地，碳化硼颗粒）的第二粉末混合，所述SiC颗粒的含量大于所述粉末混合物的90wt%，

b）共研磨SiC和硼化合物颗粒的混合物，直到所得到的颗粒尺寸的总平均直径D₅₀在0.3-1微米之间，

c）至少用碱溶液然后用酸洗液化学处理所述混合物，

d）将来自步骤c）的粉末混合物与基于碳化硅含量的1-10wt%的含碳树脂混合，所述树脂具有根据IS08989标准测量的大于10:50的水混溶度，并且优选与临时粘合剂和可能的润滑剂混合，

e）喷雾干燥由步骤d）所得到的混合物，以生成所述微粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在碱性随后酸性条件下进行所述化学处理，以便去除由原料和共研磨引起的杂质内含物并使得杂质金属硅（Si）、二氧化硅（SiO₂）、铁（Fe）和铝（Al）的总量小于2wt%基于碳化硅含量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述含碳树脂具有根据IS08989标准测量的大于10:100的水混溶性。

4.如权利要求1-3所述的方法，其中所述第一碳化硅粉末和第二硼化合物的颗粒的平均尺寸都在3-30微米之间。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述硼化合物为碳化硼B₄C。

6.根据前述权利要求之一项所述的方法，其中在使所得到的颗粒的总平均直径d₅₀为约0.5微米的条件下进行共研磨步骤b）。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤c）中使用的含碳树脂为酚树脂，并且优选为酚醛树脂。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤c）中使用的粘合剂选自聚乙烯醇、丙烯酸类树脂、硬脂酸、单乙二醇、聚乙二醇，该添加剂的浓度在0.5-8wt%的范围内，基于碳化硅含量。

9.可通过根据前述权利要求中任一项获得的复合微粒，其是由主要包含碳化硅颗粒和碳化硼颗粒的无机部分和由至少包含含碳树脂的有机部分形成的，所述无机颗粒被分散在所述树脂中，所述微粒特征在于以下特性： 

- 20-2000微米的平均尺寸，优选50-1000微米，或更优选80-300微米，

- 大于80wt%且小于99wt%的碳化硅（SiC）含量，，

- 至多3wt%的，优选至多2.5wt%的游离碳含量，

- 0.5-3wt%的硼含量，

- 所述硼被分散在所述微粒中，以致作为等效直径至多5微米的聚结物在树脂内产生硼化合物。

10.根据前一权利要求所述的复合微粒，其中所述碳化硅（SiC）含量大于88wt%且小于92wt%。

11.根据权利要求9或10之一所述的复合微粒，其中所述游离碳含量小于2.5wt%。

12.根据权利要求9-11之一所述的复合微粒，其中所述硼化合物聚结物的等效直径小于3微米。

13.根据权利要求9-12之一所述的复合微粒，其中所述含碳树脂为酚树脂，并且优选为酚醛树脂。

14.制造具有高机械强度的碳化硅基烧结产品的方法，包括

- 从根据前述权利要求9-13之一的微粒开始的成形步骤，以这样一种方式进行所述成形以便形成具有要求的形状的物体，

- 碳化所述有机部分，优选在非氧化气氛下，优选在氩气下和在优选低于1000℃的温度下进行，

- 在2000℃-2400℃的温度下，在非氧化气氛下无压烧结之前的微粒。

15.可通过无压烧结根据权利要求9-13中任一项的所述成形的之前的微粒获得的基于碳化硅的烧结产品，特征在于，机械强度高于或等于500MPa，如根据ASTM C1161-02.c标准使用冷弯4点强度测试所测量的。