本发明专利技术涉及一种BN复合材料的制造技术。一种BN-ZrO2-SiC复合材料的复合烧结助剂，包括Al2O3微粉、MgO细粉和SiO2微粉，Al2O3微粉1-4%，MgO细粉1-3%，SiO2微粉1-3%；该复合烧结助剂用于BN复合材料，该复合材料中BN含量30-70%，ZrO2含量20-60%，SiC含量5-30%，烧结助剂含量2-10%。所述三个烧结助剂在高温下形成Al2O3-MgO-SiO2低熔点相。本发明专利技术的复合烧结助剂采用Al2O3微粉、MgO细粉和SiO2微粉来热压烧结生产BN复合材料，能达到良好的助烧结作用，使材料气孔率低、强度高，综合性能优良。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种BN复合材料的制造技术。一种BN-ZrO2-SiC复合材料的复合烧结助剂，包括Al2O3微粉、MgO细粉和SiO2微粉，Al2O3微粉1-4%，MgO细粉1-3%，SiO2微粉1-3%；该复合烧结助剂用于BN复合材料，该复合材料中BN含量30-70%，ZrO2含量20-60%，SiC含量5-30%，烧结助剂含量2-10%。所述三个烧结助剂在高温下形成Al2O3-MgO-SiO2低熔点相。本专利技术的复合烧结助剂采用Al2O3微粉、MgO细粉和SiO2微粉来热压烧结生产BN复合材料，能达到良好的助烧结作用，使材料气孔率低、强度高，综合性能优良。【专利说明】-种BN_Zr02_S iC复合材料的复合烧结助剂
本专利技术涉及一种BN复合材料的制造技术，尤其涉及一种BN-ZrO2-SiC复合材 料的复合烧结助剂。
技术介绍
BN (氮化硼）有4种晶型，其中六方BN(h-BN)是常压稳定相，所以一般采用h-BN 原料生产BN陶瓷。六方氮化硼（h-BN)具有低的热膨胀系数、高的热导率和优良的抗热震 性。将六方氮化硼与其它陶瓷材料复合，可以提高其抗热震性，并能改善材料的断裂应变。 BN复合材料有BN-ZrO2复合材料、BN-AlN复合材料、BN-赛隆复合材料、BN-ZrO2-SiC复合 材料、BN-AlN-Si 3N4复合材料等。烧结后的氮化硼复合材料具有良好的机械加工性能，且精 度很高。 氮化硼（h-BN)是一种类似于石墨的层状结构，每层由B、N原子相间排列成六角环 状网络，层内原子之间共价键结合，是一种烧结活性较差的材料，很难获得致密的BN陶瓷 材料。所以，一般采用高温下加压烧结的热压烧结方法，并添加一定的烧结助剂，才能获得 致密的BN烧结体。据文献资料，在进行热压烧结BN陶瓷的过程中，主要通过加入Β 203、Υ203 、Si3N4 XaCO3等作为烧结助剂，以促进h-BN层间的粘结作用，提高陶瓷材料的致密性，改 善材料的烧结性能。B 2O3熔点低，在低温下就产生液相，对BN材料具有良好的助烧结作用， 但B2O 3吸湿性非常强，加入较多B2O3会使BN材料容易吸潮形成硼酸，高温烘烤过程中由于 硼酸的分解，容易造成产品表面起泡。另外，如果加入较多的B 2O3烧结剂，不但材料的高温 抗折强度难以提高，而且抗侵蚀性会受到影响。Y2O 3是陶瓷材料的良好烧结助剂，但价格昂 贵。Si3N4的助烧结作用没有前二者好，且价格较贵。CaCO 3虽然价格不贵，但对BN材料的 助烧结作用效果一般。由于BN难以烧结，选择合适的烧结助剂是BN复合材料取得良好性 能的关键。 近年来，短流程的薄带连铸技术得到了很大发展。薄带连铸的核心是，一对相向旋 转的铸辊和一对侧封板形成连铸的熔池，分配水口将钢水注入熔池，薄带从相向旋转的铸 辊拉出，形成几毫米的薄带产品。铸辊、侧封板和布流器(分配水口）是薄带连铸的三大件， 直接关系到薄带连铸工艺的顺行和薄带产品的质量。根据这样的使用条件，侧封板必须具 有优越的抗热震性、良好的耐磨性、足够的常温和高温强度和良好的抗钢水冲刷和侵蚀性。 基于如此苛刻的使用要求，侧封板较多采用含BN的陶瓷材料。导液管是喷射成形工艺中 的关键部件，犹如连铸水口，是一种功能耐火材料。工作时，导液管烘烤至200°C，浇入温度 1600°C以上的钢水。整个喷射成形在真空保护气氛的密闭容器中进行。导液管本身没有烘 烤条件，中间包烘烤后，接受中间包的传热，导液管的温度才达到200°C，因此导液管受到强 烈的热震作用。在压力下钢水通过导液管高速喷出，导液管受到钢水的强烈冲刷作用，同时 导液管外侧受到高速气流的冲刷。因此，不仅要求导液管抗热震性好，又要求强度高，抗钢 水冲刷，扩孔小。 现有专利技术分析。美国专利US2002/0104640A1公开了陶瓷板中加入Al的专利， 认为含有9%以上41的双辊薄带连铸用陶瓷板，其常温弯曲强度不低于1201〇^，10001：时 的弯曲强度651〇^以上，硬度（办)50?350，常温?10001：的热传导率81八111，1()以下，热 冲击耐受指数R'800W/m以上，与钢水的浸润性(接触角Θ )120°以上。加入Al是为了提 高侧封板抗不锈钢的侵蚀能力。利用这种陶瓷板构成的侧封板，可以长时间连续铸造不锈 钢钢水。 日本专利JP8080170认为，用于浇铸钢、不锈钢的侧封板应该由赛隆陶瓷 (SIAL0NVBN为基体的材料组成。赛隆陶瓷的化学成分为Si 6-zAlz0zN8-Z，其中Z的范围为 2?4。BN的含量为0.5?50%。这样的陶瓷板具有良好的耐侵蚀、耐剥落性能。 日本专利JP8164452的侧封板材料，除上述成份外，还加入了 A1N，即由赛隆陶 瓷-BN-A1N。赛隆陶瓷化学成分SifrzAlzOzN8-Z中的Z值为2?4, BN的含量为0. 5?59%， AlN的含量为1?10%。 日本专利JP8243689的侧封板材料加入了 Mo,即由赛隆陶瓷-BN-Mo基材料组成。 赛龙陶瓷的化学成分SifrzAlzOzN8-Z中的Z值为2?4, BN为0. 5?50%，Mo的含量仍然 为1?10%。 日本专利JP3999993公开了薄带连铸侧封用陶瓷板，该陶瓷板的构成是，以REAG 相10-90体积％，Sialon相5-50体积％，BN相5-50体积％为特征的双辊薄带连铸用侧封 陶瓷板。提到采用非晶质相0-20体积％，对于非晶质相的构成元素，稀土类元素、Al、Si、0、 N元素较好，不可避免会含有一些不纯物。 美国专利US4885264公开了热压烧结BN、ZrO2和SiC复合材料，用于水平连铸分 离环。只提到混合时采用临时结合剂，未谈到采用什么样的烧结助剂。 美国专利US6667263B1公开了热压烧结BN、赛隆复合材料，用于薄带连铸侧封板。 烧结助剂采用MgC^P Y2O3。 美国专利US2005/0288168A1公开的陶瓷复合材料为：10-40%莫来石、35-5%Α1Ν和 20%的BN。加入5%以下的烧结助剂，采用民0 3、0&0、1%0、0602、￥203、硼酸、硅酸盐复合物、铝 酸钙水泥、高龄土、耐火玻璃料、酚醛树脂、呋喃树脂、浙青、以及它们的混合物。 中国专利CN102173792 "一种用于薄带连铸侧封板的陶瓷复合材料及其制备方 法"，陶瓷材料按体积分数由20-70%的氧化锆、20-70%的氮化硼和2-30%的添加剂组成。提 出添加剂为氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、金属单质、无机物单质中的一种或其中几种的 组合。其特征在于氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化钛、氧化钇、氧化镱、氧化镧中的一 种或其中几种的组合；碳化物为碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆中的一种或其中几种的组 合；氮化物为氮化硅、氮化铝、氮化钛、氮化锆中的一种或其中几种的组合；硼化物我硼化 钛、硼化锆、硼化铪、硼化镧中的一种或其中几种的组合；金属单质为铝、钛、锆中的一种或 其中几种的组合；无机物单质为单质硼、单质硅、单质碳、单质硫中的一种或其中几种的组 合。上述添加剂就是烧结助剂，但这样的添加剂组成非常笼统不具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种BN‑ZrO2‑SiC复合材料的复合烧结助剂，其特征是：包括Al2O3微粉、MgO细粉和SiO2微粉，Al2O3微粉1‑4%，MgO细粉1‑3%，SiO2微粉1‑3%；该复合烧结助剂用于BN复合材料，该复合材料中BN含量30‑70%，ZrO2 含量20‑60%，SiC含量5‑30%，烧结助剂含量2‑10%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚金甫，叶长宏，于艳，吴建春，方园，王峰，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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