一种碳化硅陶瓷零件及其制备方法技术

本发明专利技术属于无机非金属材料领域，涉及碳化硅陶瓷零件及其制备方法，尤其是一种碳化硅陶瓷空心球的制备方法。本发明专利技术提供制备方法包括步骤：将酚醛树脂粉末、碳化硅粉末和聚乙烯醇，喷雾造粒，并通过3D打印的方法将粉料打印成型；将坯体套在相应形状的耐高温模具中升温固化，然后放入石墨舟中，用六方氮化硅与硅粉包覆后，进行反应烧结，并经过降温过程，得到烧结后的碳化硅坯体；将烧结后的碳化硅坯体用NaOH溶液除去表面的残留物，得到碳化硅陶瓷零件。本发明专利技术提供的制备工艺简单易行，能制备致密的任意形状的致密的碳化硅陶瓷，特别是空心球状的碳化硅陶瓷；本发明专利技术制备的碳化硅陶瓷尺寸精度较高。

Silicon carbide ceramic parts and preparation method thereof

The invention belongs to the field of inorganic non-metallic materials, relating to a silicon carbide ceramic component and a preparation method thereof, in particular to a preparation method of a silicon carbide ceramic hollow ball. The present invention provides the preparation method comprises the following steps: phenolic resin powder, silicon carbide powder and polyvinyl alcohol, spray granulation, and powder molding method by 3D print print; the blank set temperature in the shape of the mold is heated and cured, then put into a graphite boat, with six silicon nitride and silicon powder coating the reaction, sintering, and cooling process after silicon carbide, obtained after sintering; the silicon carbide sintered by NaOH solution to remove surface residues by SiC ceramic parts. The present invention provides the preparation process is simple and compact silicon carbide ceramic can shape the preparation of dense, especially silicon carbide ceramic hollow sphere; silicon carbide ceramics with high accuracy is prepared by the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅陶瓷零件及其制备方法
本专利技术属于无机非金属材料领域，涉及碳化硅陶瓷零件及其制备方法，尤其是一种碳化硅陶瓷空心球的制备方法。
技术介绍
碳化硅陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优异性能，广泛应用于机械、电子、海洋工程、航天航空等领域。反应烧结工艺具有成本低、坯体尺寸变化小、容易工业放大等优点，是制备高精度碳化硅陶瓷制品的优选工艺。由于碳化硅陶瓷材料本身硬而脆，粉末成形和烧结制品的加工都非常困难。因此，采用常规的工艺难以制备空心圆球状的碳化硅产品。激光选区烧结技术(SelectiveLaserSintering，SLS)是3D打印中发展比较成熟的快速成型技术，具有不受形状限制、无需支撑等优点，但是，采用SLS工艺打印陶瓷制品，往往存在密度和强度小等问题。
技术实现思路
本专利技术克服上述工艺局限，将SLS工艺和反应烧结工艺相结合，并通过组合烧结等办法，可以制备任意形状的高性能碳化硅零件，可广泛应用于众多的工业领域。更进一步的，应用同一技术方案，可制备致密度高、尺寸精度较高的碳化硅空心球。为了实现以上技术效果，本专利技术的碳化硅陶瓷零件的制备方法是通过如下步骤实现：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅陶瓷零件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将酚醛树脂粉末与碳化硅粉末混合后，加入总质量10～20％的聚乙烯醇，球磨混合均匀后，喷雾造粒，得到酚醛树脂包覆碳化硅的粉料；S2.采用激光选择性烧结工艺，通过3D打印的方法将步骤S1中的酚醛树脂包覆碳化硅的粉料打印需要的零件形状的碳化硅坯体；S3.将步骤S2中的碳化硅坯体套在相应形状的耐高温模具中，在氮气保护气氛或真空环境中，以5℃/min的速度升温至450℃后，保温1～3h后，冷却进行脱胶得到固化的碳化硅坯体；S4.将步骤S3中的固化的碳化硅坯体放入石墨舟中，并在石墨舟中堆满由六方氮化硅与硅粉组成的熔渗剂粉末直至固化的碳化硅坯体完...

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅陶瓷零件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将酚醛树脂粉末与碳化硅粉末混合后，加入总质量10～20％的聚乙烯醇，球磨混合均匀后，喷雾造粒，得到酚醛树脂包覆碳化硅的粉料；S2.采用激光选择性烧结工艺，通过3D打印的方法将步骤S1中的酚醛树脂包覆碳化硅的粉料打印需要的零件形状的碳化硅坯体；S3.将步骤S2中的碳化硅坯体套在相应形状的耐高温模具中，在氮气保护气氛或真空环境中，以5℃/min的速度升温至450℃后，保温1～3h后，冷却进行脱胶得到固化的碳化硅坯体；S4.将步骤S3中的固化的碳化硅坯体放入石墨舟中，并在石墨舟中堆满由六方氮化硅与硅粉组成的熔渗剂粉末直至固化的碳化硅坯体完全埋入其中，进行反应烧结，并经过降温过程，得到烧结后的碳化硅坯体；所述的反应烧结条件为真空度不低于5×10-1Pa，缓慢升温至1550～1700℃后，保温2h，在温度超过800℃后，升温速度不超过2℃/min；所述降温过程为关掉真空系统，在氮气或氩气保护下，保持气体压力不低于0.5MPa，并缓慢降温至200℃以下，降温速度不高于5℃/min；S5.将步骤S4中烧结后的碳化硅坯体浸泡在60～90℃的NaOH溶液中0.5～1h，除去表面的残留物，再经过清水清洗、烘干，得到碳化硅陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓莹，林文松，姚佳，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31