[发明专利]薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

一、按照重量份数称取55份～85份的氮化硼、15份～35份的电熔氧化锆、5份～15份的碳化硅和5～10份的添加剂，所述添加剂为硼酸盐或硼酸盐水合物；

二、将电熔氧化锆、碳化硅和所述添加剂加入分散介质中，球磨10～48小时后，在80℃～100℃温度下真空干燥10～48h，然后将干燥后的混合粉末球磨破碎过200目标准筛，得到混合均匀的复合粉末；

三、将氮化硼和所述复合粉末混合后，加入无水乙醇中，球磨24小时后，在100℃～150℃温度下干燥24h，然后将干燥后的混合粉末过200目标准筛，得到混合均匀的氮化硼基复合粉末；

四、氮化硼基材料预制坯体的制备：

将氮化硼复合粉末装入热压模具中，在真空气氛下，以10～20℃/min的升温速度升温，在800℃开始施加压力，在1000℃～1200℃时加压至20～40MPa，并升温至1300℃，在1300℃温度条件下保温保压0.5～5h小时后以15～20℃/min的降温速率降温至室温，并同时卸载压力，即得氮化硼基陶瓷侧封板材料预制坯体；

五、将氮化硼基陶瓷侧封板材料预制坯体以5～25℃/min升温速率升温至1200℃～1400℃，并逐渐施加100MPa～150MPa的压力，在1200℃～1400℃温度条件下保温保压0.5h～5h，以5～25℃/min的降温速率降温至室温，并同时卸载压力，即得薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料；

其中，步骤一中所述硼酸盐为硼酸钠、硼酸钙、硼酸镁、硼酸镁钙及硼酸钠钙中的一种或两种以上的组合；步骤一中所述硼酸盐水合物为十水四硼酸钠、十水四硼酸钙、十水硼酸镁钙和十水硼酸钠钙中的一种或两种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤二中所述的分散介质为无水乙醇或乙醇含量为55％～95％的乙醇水溶液；和

步骤四中在800℃开始施加压力，在1100℃时加压至20～40MPa，并升温至1300℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中所述的分散介质为85%的乙醇水溶液。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤五中以7℃/min升温速率升温至1250℃，并逐渐施加100MPa的压力，在1300℃温度条件下保温保压1h；或者

步骤五中以10℃/min升温速率升温至1210℃，并逐渐施加130MPa的压力，在1350℃温度条件下保温保压2h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法采用如下方式一或方式二进行：

方式一：步骤一中按照重量份数称取60份的氮化硼、25份的电熔氧化锆、10份的碳化硅和5份作为添加剂的硼酸镁；步骤二中球磨30小时后，在90℃温度下真空干燥28h；步骤三中球磨24小时后，在120℃温度下干燥24h；步骤四中以13℃/min的升温速度升温，在800℃开始施加压力，在1200℃时加压至40MPa，并升温至1300℃，在1300℃温度条件下保温保压1h小时后以15℃/min的降温速率降温至室温；步骤五中以12℃/min升温速率升温至1400℃，并逐渐施加100MPa的压力，在1400℃温度条件下保温保压1h，以6℃/min的降温速率降温至室温；

方式二：步骤一中按照重量份数称取55份的氮化硼、25份的电熔氧化锆、10份的碳化硅和10份的添加剂，所述添加剂为硼酸镁与硼酸钙按照1:2摩尔比组成；步骤二中球磨48小时后，在100℃温度下真空干燥48h；步骤三中球磨24小时后，在140℃温度下干燥24h；步骤四中以10℃/min的升温速度升温，在800℃开始施加压力，在1100℃时加压至40MPa，并升温至1300℃，在1300℃温度条件下保温保压1h小时后以15℃/min的降温速率降温至室温；步骤五中以5℃/min升温速率升温至1400℃，并逐渐施加120MPa的压力，在1400℃温度条件下保温保压1h，以7℃/min的降温速率降温至室温。