The invention relates to a method for preparing silicon nitride ceramics with large size and complex shape, and relates to a method for preparing silicon nitride ceramics. To solve the problem that the existing direct-writing technology can not prepare large-size silicon nitride ceramics. The preparation methods are as follows: 1. weighing; 2. mixing; 3. 3D printing; 4. sintering, that is to say, the preparation method of large size and complex shape silicon nitride ceramics is completed. The invention can be used to prepare large size and complex shape silicon nitride ceramics.
【技术实现步骤摘要】
一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法
本专利技术涉及制备氮化硅陶瓷的方法。
技术介绍
陶瓷的制备通常需经过粉体处理、坯体成型、固体烧结以及最终的加工制造四个主要环节,其中陶瓷材料的成型技术对于材料的几何结构、缩短制备周期、降低成本以及实现产品的批量生产起到了至关重要的作用。陶瓷成型过程就是将诸如粉体、浆料或者塑性物料等类型的分散体系,转变成具有一定强度以及几何尺寸生坯的过程。其中,干压成型(DryPressing)、等静压成型(IsostaicPressing)以及各种塑性成型均属于传统的陶瓷成型方法,操作简单,精度较低。近年来各种新型的陶瓷成型技术不断出现,例如胶凝成型(GelCasting)、压滤成型(PressureSlipCasting)、直接凝固注模成型(DirectCoagulationCasting,DDC)等,但是不管是这些新型技术还是传统的陶瓷成型方法,都需要借助特定的模具才能制备出具有一定形状和强度的陶瓷制品,整个过程耗时长、成本高,无法满足日益增长的市场需要。目前,固体无模成型方法(SolidFreeformFabrication,SFF)引起了研究人员的高度关注,该技术能够制造各种复杂形状的陶瓷零部件,并且大大缩短产品的更新周期,促进了先进陶瓷的产业化。固体无模成型这种陶瓷成型理念是在上世纪九十年代初由德州大学奥斯汀分校的MarcusHL以及麻省理工学院的SachsE等人首次提出。无模成型意味着在成型过程中无需任何模具或者辅助工具的参与,整个陶瓷材料的制备过程得到极大的简化,有助于实现产品的快速加工以及大规模制造。同时,可以通过 ...
【技术保护点】
1.一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法,其特征在于一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法是按以下步骤进行:一、称取:按体积份数称取30份~55份氮化硅粉体、0.2份~5份聚丙烯酸铵、0.2份~5份聚乙二醇、3份~10份纳米氧化铝、3份~10份纳米氧化钇及45份~70份去离子水;二、混合:将称取的30份~55份氮化硅粉体、3份~10份纳米氧化铝及3份~10份纳米氧化钇混合,得到初混原料,以无水乙醇为球磨介质,对初混原料进行球磨12h~48h,干燥后过筛,得到球磨后的原料,将球磨后的原料与45份~70份去离子水、0.2份~5份聚丙烯酸铵及0.2份~5份聚乙二醇混合,并采用真空脱泡搅拌机,首先在转速为500r/min~1000r/min及真空度为0.1atm~1atm的条件下,搅拌1min~3min,然后在转速为2000r/min~2500r/min及真空度为0.1atm~1atm的条件下,搅拌3min~5min,得到3D打印浆料;三、3D打印:将3D打印浆料填入打印喷头,通过计算机将预先设计的结构输入控制系统,然后在室温、针头移动速度为2mm/s~5mm/s、气压为10MPa~50 ...
【技术特征摘要】
1.一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法,其特征在于一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法是按以下步骤进行:一、称取:按体积份数称取30份~55份氮化硅粉体、0.2份~5份聚丙烯酸铵、0.2份~5份聚乙二醇、3份~10份纳米氧化铝、3份~10份纳米氧化钇及45份~70份去离子水;二、混合:将称取的30份~55份氮化硅粉体、3份~10份纳米氧化铝及3份~10份纳米氧化钇混合,得到初混原料,以无水乙醇为球磨介质,对初混原料进行球磨12h~48h,干燥后过筛,得到球磨后的原料,将球磨后的原料与45份~70份去离子水、0.2份~5份聚丙烯酸铵及0.2份~5份聚乙二醇混合,并采用真空脱泡搅拌机,首先在转速为500r/min~1000r/min及真空度为0.1atm~1atm的条件下,搅拌1min~3min,然后在转速为2000r/min~2500r/min及真空度为0.1atm~1atm的条件下,搅拌3min~5min,得到3D打印浆料;三、3D打印:将3D打印浆料填入打印喷头,通过计算机将预先设计的结构输入控制系统,然后在室温、针头移动速度为2mm/s~5mm/s、气压为10MPa~50MPa、每层层厚为0.2mm~1mm及喷嘴内径为0.2mm~1mm的条件下,由下至上层层打印,得到陶瓷坯体;四、烧结:将陶瓷坯体在室温下进行干燥,然后在温度为1700℃~1900℃的条件下,高温烧结3h~6h,即完成可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法。2.根据权利要求1所述的一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法,其特征在于步骤一中所述的氮化硅粉体粒径为0.5μm~20μm。3.根据权利要求1所述的一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法,其特征在于步骤一中所述的氮化硅粉体粒径为0.5μm~5μm。4.根据权利要求1所述的一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法,其特征在于步骤一中所述的氮化硅粉体为粒...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨治华,杨亦天,贾德昌,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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