[发明专利]一种通过多因素优化制备高致密度氮化硅陶瓷的方法及制备的氮化硅陶瓷

权利要求书

1.一种通过多因素优化制备高致密度氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，混合料制备

(1)称取复合粉末：按质量百分比计，复合粉末的原料包括84％～94％的氮化硅粉末和6～16％的烧结助剂；烧结助剂为氧化镥、氧化镧和氧化铝的混合物；

(2)湿磨混合：将复合粉末放入球磨机，加入湿磨介质、分散剂和粘结剂，进行湿磨混合，得到混合料；粘结剂的质量为复合粉末质量的2～5％；

步骤2，喷雾造粒及冷等静压压制

(1)将混合料进行喷雾造粒；

(2)将喷雾造粒后的粉末放入到模具中，通过冷等静压得到素坯；其中，冷等静压采用的压力在180～200Mpa之间；

步骤3，脱脂-气压预烧结及热等静压致密化

(1)将压制的素坯进行干燥脱脂；

(2)将脱脂后的素坯进行气压预烧结，气压预烧结温度为1630～1680℃；

(3)将气压预烧结后的氮化硅陶瓷进行热等静压烧结，热等静压烧结温度为1730～1830℃。

2.根据权利要求1所述的通过多因素优化制备高致密度氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，步骤1中，氧化镥、氧化镧与氧化铝的质量比为2:1:1。

3.根据权利要求1所述的通过多因素优化制备高致密度氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，步骤1中，所述分散剂为聚丙烯酸钠溶液，所述有机粘结剂为2130型酚醛树脂。

4.根据权利要求1所述的通过多因素优化制备高致密度氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，步骤3中，气压预烧结过程中，在气压预烧结温度达到1550℃之前，升温速率在5℃/min，在预烧结温度达到1550℃后，升温速率保持在3～5℃/min之间。

5.根据权利要求1所述的通过多因素优化制备高致密度氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，步骤3中，热等静压烧结过程中，最高压力为150Mpa。

6.采用权利要求1-5任一项所述的制备方法得到的高致密度氮化硅陶瓷。

7.根据权利要求6所述的通过多因素优化制备高致密度氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，其致密度99.5％，弯曲强度1000Mpa。