[发明专利]一种高硬度Sialon陶瓷材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述高硬度Sialon陶瓷材料采用氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉作为原材料与高分子凝胶制备而得，所述氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉质量百分比如下：氮化硅粉为75～78wt％，碳化铝粉为5～6wt％，氮化铝粉为4～6wt％，氧化铝粉为6～7wt％，氧化钇粉为3wt％，氧化铈粉为4～6wt％。

2.根据权利要求1所述的高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述高分子凝胶以PEG-200、N-甲基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、交联剂、分散剂、引发剂、催化剂为原材料。

3.根据权利要求2所述的高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述交联剂为三丙烯酸丙烷三甲醇酯，所述分散剂为聚乙烯亚胺，所述引发剂为过氧化苯甲酰，所述催化剂为N,N-二甲基苯胺。

4.根据权利要求2所述的高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述Sialon陶瓷原材料与高分子凝胶原材料的质量比为1:0.82。

5.一种权利要求1～4任一项所述高硬度Sialon陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.按比例取氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉，与高分子凝胶的部分原材料混合均匀，得混合料，将混合料放入球磨机中进行球磨，得球磨料；

S2.向步骤S1中制备的球磨料中加入高分子凝胶原材料的剩余部分，最后倒入模具，凝胶注模成型，得坯体；

S3.将步骤S2中的坯体干燥处理；

S4.将步骤S3中干燥好的坯体放入烧结炉，烧结冷却后，得Sialon陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的高硬度Sialon陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述球磨机中采用的磨球为氧化锆球；球料比为(4～10)：1；步骤S1中球磨料的粒径≤1μm。

7.根据权利要求5所述的高硬度Sialon陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述干燥过程采用鼓风干燥箱烘干球磨料。

8.根据权利要求5所述的高硬度Sialon陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述烧结为常压烧结；所述烧结过程条件如下：

第一阶段：在真空度为20～30Pa条件下，通入流动氮气，以10℃/min速率升温至1000℃；

第二阶段：以7.5℃/min速率升温至1300℃，保温30min；

第三阶段：以7.5℃/min速率升温至1450℃，保温30min；

第四阶段：以7.5℃/min速率升温至1550～1750℃，保温60～120min；

第五阶段：随炉冷却至室温，得Sialon陶瓷材料。

9.一种权利要求1～4任一项所述高硬度Sialon陶瓷材料在制作钻头方面的应用。