[发明专利]一种两步烧结法制备表硬心韧Si3

摘要

本发明公开了一种两步烧结法制备表硬心韧Si3N4陶瓷材料的方法，其以Si3N4粉为原料，以Al2O3‑Re2O3为烧结助剂，Si3N4、Al2O3和Re2O3分别按质量分数比经混料、干燥后得到Si3N4‑Al2O3‑Re2O3混合粉体；将混合粉体通过热压烧结获得Si3N4陶瓷坯体；将所得Si3N4陶瓷坯体经研磨抛光后作为陶瓷材料心部，再在心部坯体上下表面覆盖Si3N4‑Al2O3‑Re2O3混合粉体作为陶瓷材料表层，通过热压烧结获得Si3N4陶瓷材料。利用该方法所制备的陶瓷材料的相对密度高于99％，表层硬度为15～25GPa，断裂韧性为6～10MPa·m1/2，心部硬度为10～20GPa，断裂韧性为8～14MPa·m1/2。

主权项

一种两步烧结法制备表硬心韧Si3N4陶瓷材料的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)以Si3N4粉为基体原料，以Al2O3‑Re2O3为烧结助剂，按照按Si3N4：Al2O3‑Re2O3的质量分数比为98～80％：2～20％的配比经混料、干燥后，得到Si3N4‑Al2O3‑Re2O3的混合粉体，其中Re＝Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu中的任一种，所述的Al2O3‑Re2O3中的Al2O3：Re2O3质量分数比为1～99％：99～1％；(2)将Si3N4‑Al2O3‑Re2O3混合粉体，通过热压烧结获得Si3N4陶瓷坯体；(3)将所得Si3N4陶瓷坯体经研磨抛光后作为陶瓷材料心部，再在心部坯体上下表面覆盖Si3N4‑Al2O3‑Re2O3混合粉体作为陶瓷材料表层，通过热压烧结获得表硬心韧Si3N4陶瓷材料。