The present invention relates to a method for preparing dense silicon nitride ceramics by low-temperature liquid-phase sintering, which includes: mixing 98-85 wt% silicon nitride powders and 2-15 wt% sintering additives evenly, drying and sieving to obtain ceramic mixed powders, the sintering additives include Ti (CxN1_x) and self-selected CaO, Al2O3, Al2O3. At least one of MgO, x is 0.2-0.7, and the content of Ti (CxN1_x) in the sintering aids is 20-60 wt%; the obtained ceramic powder is pressed to form a ceramic green body; and the obtained ceramic green body is sintered at 1600-1800 (?) C for 1-8 hours in a low temperature liquid phase to obtain the dense silicon nitride ceramic. The composite sintering additive introduced by the invention has lower eutectic temperature, can realize low temperature sintering, and improves the mechanical properties of the material with Ti (CxN1_x) as the second phase.
【技术实现步骤摘要】
一种低温液相烧结制备致密氮化硅陶瓷的方法
本专利技术涉及一种采用低温液相烧结制备致密氮化硅陶瓷材料的方法,属于陶瓷材料工程领域。
技术介绍
氮化硅陶瓷是一种重要的工程陶瓷材料,具有热导率高,抗热震性好、机械性能好、高温蠕变性小、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等优点,在汽车,航空航天,电子等领域得到了广泛的应用。Si3N4具有强共价键,烧结难度大,主要以液相烧结为主,同时其分解温度在1850℃左右,高温烧结过程中易分解,因此通常采用热压烧结技术降低烧结温度,或采用气压烧结技术抑制其分解反应,从而得到致密的氮化硅陶瓷材料。此外,通过调整烧结助剂种类和含量,使烧结温度低于氮化硅的分解温度,即低温烧结技术,也可以制备氮化硅陶瓷材料,此技术采用流动气氛且无需外界施加压力,但是所需烧结助剂含量往往较高,同时材料致密度相对于气压和热压烧结技术不高,力学与热学性能较差,并且相关文献报道不多。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术的目的是提供一种烧结助剂体系,通过低温液相烧结制备致密高强的得氮化硅陶瓷材料。一方面,本专利技术提供了一种低温液相烧结制备致密氮化硅陶瓷的方法,包括:以总配料质量100%计,将氮化硅粉体98~85wt%、烧结助剂2~15wt%均匀混合,再经过干燥、过筛得到陶瓷混合粉体,所述烧结助剂为为Ti(CxN1-x)和CaO、Al2O3、MgO中的一种的混合,所述x为0.2-0.7,所述烧结助剂中Ti(CxN1-x)的含量为20~60wt%;将所得陶瓷混合粉压制成型,得到陶瓷素坯;将所得陶瓷素坯在1600~1800℃下低温液相烧结1~8小时,得到所述致密氮化硅陶瓷。Ti ...
【技术保护点】
1.一种低温液相烧结制备致密氮化硅陶瓷的方法,其特征在于,包括:以总配料质量100%计,将氮化硅粉体98~85 wt%、烧结助剂2~15 wt%均匀混合,再经过干燥、过筛得到陶瓷混合粉体,所述烧结助剂包括Ti(CxN1‑x)以及选自CaO、Al2O3、和MgO中的至少一种,x为0.2~0.7,所述烧结助剂中Ti(CxN1‑x)的含量为20~60 wt%;将所得陶瓷混合粉压制成型,得到陶瓷素坯;将所得陶瓷素坯在1600~1800℃下低温液相烧结1~8小时,得到所述致密氮化硅陶瓷。
【技术特征摘要】
1.一种低温液相烧结制备致密氮化硅陶瓷的方法,其特征在于,包括:以总配料质量100%计,将氮化硅粉体98~85wt%、烧结助剂2~15wt%均匀混合,再经过干燥、过筛得到陶瓷混合粉体,所述烧结助剂包括Ti(CxN1-x)以及选自CaO、Al2O3、和MgO中的至少一种,x为0.2~0.7,所述烧结助剂中Ti(CxN1-x)的含量为20~60wt%;将所得陶瓷混合粉压制成型,得到陶瓷素坯;将所得陶瓷素坯在1600~1800℃下低温液相烧结1~8小时,得到所述致密氮化硅陶瓷。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述氮化硅粉体的粒径范围为0.5~1μm。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述烧结助剂的纯度99%以上,平均粒径为0.5~1μm。4...
【专利技术属性】
技术研发人员:张景贤,段于森,李晓光,何永钦,
申请(专利权)人:中国科学院上海硅酸盐研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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