[发明专利]一种SiC晶须增韧Si3

说明书

本发明公开了一种SiC晶须增韧Si₃N₄陶瓷气动马达叶片、制备方法及气动马达，涉及陶瓷材料技术领域。陶瓷叶片的原材料由以下组分组成：Si₃N₄陶瓷基粉，SiC晶须，Y₂O₃，A1₂O₃，以及环氧树脂。本发明采用Si₃N₄陶瓷材料替代现有金属材料制成气动马达叶片，密度较低，可以充分减少马达产品总重量，具有更轻载的特点；本发明的陶瓷气动马达叶片还加入了SiC晶须对材料进行增韧改性，使得陶瓷叶片具有更耐抗弯、质地更致密、更耐磨的特性；有效改善现有气动马达中的叶片强度低、韧性差的不足，提高叶片使用寿命。本发明提供的制备方法，采用激光选区烧结(SLS)技术制备Si₃N₄陶瓷叶片素坯，快速成型出具有复杂外形的陶瓷构件。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种SiC晶须增韧Si₃N₄陶瓷气动马达叶片及制备方法。

背景技术

气动马达也称为风动马达，是指将压缩空气的压力能转换为旋转的机械能的装置，一般作为更复杂装置或机器的旋转动力源。气动马达按结构分类为：叶片式气动马达，活塞式气动马达，紧凑叶片式气动马达，紧凑活塞式气动马达。气动马达与和它起同样作用的电动机相比，其特点是外壳体轻，输送方便。气动马达还具有较高的起动力矩，可以直接带载荷起动。过载时，马达只是转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障。又因为其工作介质是空气，材料获取简单，排出废气不影响环境。

轻载叶片式气动马达多由金属制成，由于金属叶片与马达定子通过压力密封，叶片要克服一定的摩擦力推动马达转子旋转，长期使用会导致金属磨损，需要经常维护，寿命短。再有，使用环境的压缩空气中会含水蒸气、油雾，易导致金属部件锈蚀。一些气动马达的叶片强度低、韧性差、启动时不易吹出，起动性能差，工作效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的轻载式气动马达叶片由金属制成，在保证轻载的前提下，容易导致强度低、韧性差、使用寿命短等问题。

为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种SiC晶须增韧Si₃N₄陶瓷气动马达叶片，原材料由以下组分组成：Si₃N₄陶瓷基粉，SiC晶须，Y₂O₃，A1₂O₃，以及环氧树脂；以 Si₃N₄陶瓷基粉的质量计，其中，SiC晶须占比8-12wt％，Y₂O₃占比5-7wt％，A1₂O₃占比2-4wt％，环氧树脂的用量为复合粉末的30-40vol％。

其进一步的技术方案为，用溶剂蒸发法在复合粉末的最外层包覆环氧树脂。

其进一步的技术方案为，所述Si₃N₄陶瓷基粉为β-Si₃N₄，D₅₀＝3-10μm，更优选地，D₅₀＝5-8μm。

其进一步的技术方案为，所述SiC晶须直径为0.1-1.0μm，长径比20。

其进一步的技术方案为，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

本发明还提供所述的SiC晶须增韧Si₃N₄陶瓷气动马达叶片的制备方法，包括以下步骤：