一种碳化硅陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳化硅陶瓷及其制备方法，属于陶瓷生产技术领域，其中各组成的重量份为碳化硅60~90份、二氧化硅30~50份、甘油10~20份、无水乙醇15~20份、聚乙二醇10~15份、去离子水100~120份，其制备方法是将所述原料按上述比例混合均匀，用高纯度氧化铝磨球，球磨3~5小时，使物料混合均匀，之后加热蒸发，除去溶剂，对所得的块状物体进行干压一次成型，成型压力为150～180MPa，放入真空高温烧结炉中进行烧结，烧结温度1050～1150℃，烧结时间3～4小时，得碳化硅陶瓷；该陶瓷耐磨耐热耐压，外观光滑有光泽。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，属于陶瓷生产
，其中各组成的重量份为碳化硅60~90份、二氧化硅30~50份、甘油10~20份、无水乙醇15~20份、聚乙二醇10~15份、去离子水100~120份，其制备方法是将所述原料按上述比例混合均匀，用高纯度氧化铝磨球，球磨3飞小时，使物料混合均匀，之后加热蒸发，除去溶剂，对所得的块状物体进行干压一次成型，成型压力为150?180MPa，放入真空高温烧结炉中进行烧结，烧结温度1050?1150°C，烧结时间3?4小时，得碳化硅陶瓷；该陶瓷耐磨耐热耐压，外观光滑有光泽。【专利说明】
本专利技术涉及，属于陶瓷生产
。
技术介绍
碳化硅是一种人造材料，只是在人工合成碳化硅之后，才证实陨石中及地壳上偶 然存在碳化硅，碳化硅的分子式为SiC，分子量为40. 07,质量百分组成为70.045的硅与 29. 955的碳，碳化硅的密度为3. 16~3. 2g/c。由于碳化硅陶瓷具有诸多优异的性能，近年来 被广泛应用于航空航天、机械工业、电子等各个领域，市场前景广阔。 碳化硅的化学稳定性与其氧化特性有密切关系。碳化硅本身很容易氧化，但它氧 化之后形成了一层二氧化硅薄膜，氧化进程逐步被阻碍。在空气中，碳化硅于800°C时就开 始氧化，但很缓慢；随着温度升高，则氧化速度急速加快。碳化硅的氧化速率，在氧气中比 在空气中快1.6倍；氧化速率的速度随着时间推移而减慢。如果以时间推移对氧化的数量 描图，可以得到典型的抛物线图形.这反映出二氧化硅保护层对碳化硅氧化速率的阻碍作 用。 氧化时，若同时存在着能将二氧化硅薄膜移去或使之破裂的物质，则碳化硅就易 被进一步氧化。例如：铁、锰等金属有几种化合价，其氧化物能将碳化硅氧化，并且又能与 二氧化硅生成低熔点化合物，能侵蚀碳化硅。例如，FeO在I 300°C、Mn0在I 360°C能侵蚀 碳化娃；而CaO、MgO在1 000°C就能侵蚀碳化娃。 同时，碳化硅所具有的低热膨胀系数和高导热系数，使其制件在加热及冷却过程 中受到的热应力较小，这就是为什么碳化硅制件特别耐热震的原因。综上所述，碳化硅陶瓷 具有多种优良性能，在工业上的应用前景广。 碳化硅是一种典型的共价键结合的稳定化合物，加上它的扩散系数低，很难用常 规的烧结方法达到致密化，必须通过添加一些烧结助剂以降低表面能或增加表面积，以及 采用特殊工艺处理来获得致密的碳化硅陶瓷。 按烧结工艺来划分，碳化硅陶瓷可以分为重结晶碳化硅陶瓷、反应烧结碳化硅陶 瓷、无压烧结碳化硅陶瓷、热压烧结碳化硅陶瓷、高温热等静压烧结碳化硅陶瓷以及化学气 相沉积碳化硅。采用不同工艺制备的碳化硅其性能有较大的差别，即使采用同一工艺制备 的碳化硅，由于各家公司采用的原料、添加剂不同，其性能相差也较大。 CN 201210361269. 3公开了一种利用碳化硅固体废料制备碳化硅陶瓷的方法，该 方法利用了碳化硅固体废料为原料，虽然实现了变废为宝，但是该方法烧结时需1200°C保 温60分钟，温度高且时间长，因此耗能较大，不利于产品的成本控制，且废料的处理不够完 善，产品的质量不稳定。本专利技术开发，保证产品良好的性能， 同时制备方法简单易行，适于在工业上的大规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碳化硅陶瓷，该陶瓷耐磨耐热耐压，外观光滑有光泽。 为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案是： 一种碳化硅陶瓷，各组分的重量份为： 碳化硅6(Γ90份、二氧化硅3(Γ50份、甘油1(Γ20份、无水乙醇15?20份、聚乙二醇1(Γ15 份、去尚子水100?120份； 碳化硅6(Γ70份、二氧化硅3(Γ40份、甘油1(Γ15份、无水乙醇18?20份、聚乙二醇13?15 份、去离子水1ΚΓ120份； 碳化硅8(Γ90份、二氧化硅4(Γ50份、甘油1(Γ15份、无水乙醇18?20份、聚乙二醇13?15 份、去离子水1ΚΓ120份； 碳化硅7(Γ80份、二氧化硅4(Γ50份、甘油15?20份、无水乙醇15?18份、聚乙二醇13?15 份、去离子水1ΚΓ120份； 碳化硅65?85份、二氧化硅4(Γ50份、甘油15?20份、无水乙醇15?18份、聚乙二醇KTl3 份、去离子水KKTllO份； 碳化硅70份、二氧化硅40份、甘油10份、无水乙醇20份、聚乙二醇13份、去离子水 120 份； 碳化硅80份、二氧化硅50份、甘油15份、无水乙醇18份、聚乙二醇13份、去离子水 110 份。 本专利技术的另一个目的是提供一种碳化硅陶瓷的制备方法，包括如下步骤： 将所述原料按上述比例混合均匀，用高纯度氧化铝磨球，球磨3~5小时，使物料混合均 匀，之后加热蒸发，除去溶剂，对所得的块状物体进行干压一次成型，成型压力为150? 180MPa，放入真空高温烧结炉中进行烧结，烧结温度1050?1150°C，烧结时间3?4小时， 得碳化硅陶瓷。 本专利技术相对于现有技术的有益效果是： 本专利技术的碳化硅陶瓷，具有良好的耐磨耐热耐压性能，能在机械工业、电子等各个领域 应用，市场前景广阔；另外，本专利技术制备碳化硅的工艺，煅烧温度低、时间短，能有效降低能 耗，控制成本。 【具体实施方式】 下面通过实施例对本专利技术做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本专利技术，并 不限制本专利技术的范围。 实施例1 一种碳化硅陶瓷，各组分的重量份为： 碳化硅70份、二氧化硅40份、甘油10份、无水乙醇20份、聚乙二醇13份、去离子水 120 份。 其制备方法，包括以下步骤： 将所述原料按上述比例混合均匀，用高纯度氧化铝磨球，球磨3小时，使物料混合均 匀，之后加热蒸发，除去溶剂，对所得的块状物体进行干压一次成型，成型压力为180MPa， 放入真空高温烧结炉中进行烧结,烧结温度1150°C，烧结时间4小时，得碳化硅陶瓷。 实施例2 一种碳化硅陶瓷，各组分的重量份为： 碳化硅80份、二氧化硅50份、甘油15份、无水乙醇18份、聚乙二醇13份、去离子水 110 份。 其制备方法，包括以下步骤： 将所述原料按上述比例混合均匀，用高纯度氧化铝磨球，球磨5小时，使物料混合均 匀，之后加热蒸发，除去溶剂，对所得的块状物体进行干压一次成型，成型压力为180MPa， 放入真空高温烧结炉中进行烧结,烧结温度1150°C，烧结时间4小时，得碳化硅陶瓷。 实施例3 一种碳化硅陶瓷，各组分的重量份为： 碳化硅65份、二氧化硅40份、甘油15份、无水乙醇18份、聚乙二醇13份、去离子水 100 份。 其制备方法，包括以下步骤： 将所述原料按上述比例混合均匀，用高纯度氧化铝磨球，球磨5小时，使物料混合均 匀，之后加热蒸发，除去溶剂，对所得的块状物体进行干压一次成型，成型压力为150MPa， 放入真空高温烧结炉中进行烧结,烧结温度1150°C，烧结时间4小时，得碳化硅陶瓷。 实施例4 一种碳化硅陶瓷，各组分的重量份为： 碳化硅85份、二氧化硅40份、甘油20份、无水乙醇18份、聚乙二醇13份、去离子水 110 份。 其制备方法，包括以下步骤： 将所述原料按上述比例混合均匀，用高纯度氧化铝磨球，球磨5小时，使物料混合均 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅陶瓷，其特征在于：由下列重量份的组分组成：碳化硅60~90份、二氧化硅30~50份、甘油10~20份、无水乙醇15~20份、聚乙二醇10~15份、去离子水100~120份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志坚，
申请(专利权)人：佛山市新战略知识产权文化有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44