The present invention provides a method for preparing high thermal conductivity rate of silicon nitride ceramics, which comprises the following steps: 1) according to the weight calculation, weighing 70 to 80 parts of silicon nitride, rare earth oxides 5 ~ 10 and 2 ~ 6 sintering additives mixed evenly, adding to the ball mill, the formation of the mixed powder. Then in the vacuum drying oven 110 to 120 DEG for drying, completely after drying at a temperature of 20 DEG to 0 DEG C conditions, screening of hydrogen in gas, to obtain the composite powder; 2) step 1) composite graphite mold powder into a spark plasma sintering device in the smoke after vacuum spark plasma sintering, the heating speed is 10 ~ 15K/s, the heating temperature is 1450 to 1700 DEG C, the holding time is 3 ~ 8min, obtain the silicon nitride ceramic compact; among them, the sintering aids is a mixture of aluminum oxide, manganese oxide and boron oxide. The preparation method can purify the silicon nitride grains and improve the thermal conductivity.
【技术实现步骤摘要】
高热导率氮化硅陶瓷的制备方法
本专利技术属于陶瓷制备
,具体涉及一种高热导率氮化硅陶瓷的制备方法。
技术介绍
氮化硅陶瓷具有优异的力学性能,作为结构材料得到了普遍关注。一般氮化硅的抗弯强度可超过1000MPa,然而其热导率只有20-30W/mK,与氧化铝陶瓷相近,远远低于高热导率氮化铝陶瓷(180-260W/mK)。文献“J.S.Haggerty,A.Lightfoot,OpportunitiesforEnhancingtheThermalConductivitiesofSiCandSi3N4CeramicsthroughImprovedProcessing,Ceram.Eng.Sci.Proc.,1995,16(4):p475-487.”的计算表明氮化硅的本征热导率为320W/mK。而文献“N.Hirosaki,S.Ogata,C.Kocer,H.Kitagawa,andY.Nakamura,Moleculardynamicscalculationoftheidealthermalconductivityofsingle-crystalα-andβ-Si3N4,Phys.Rev.B,2002,65,134110”的计算表明氮化硅的β-Si3N4的a轴和c轴的理论热导率分别为170和450W/mK,这为研制高热导率氮化硅陶瓷提供了理论依据。目前获取高热导率氮化硅陶瓷要靠高温长时间加热处理,例如文献“N.Hirosaki,Y.Okamoto,M.Ando,F.Munakata,Y.Akimune,ThermalConductivityofGas-Pre ...
【技术保护点】
一种高热导率氮化硅陶瓷的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)按重量份数计算,称取氮化硅70~80份、稀土氧化物5~10份与烧结助剂2~6份混合均匀,加入至球磨机中,形成混合粉料,然后在电热真空干燥箱中110~120℃温度下连续干燥,完全干燥后在温度为‑20℃~0℃条件下,氢气气流中过筛,得到复合粉料;2)将步骤1)得到的复合粉料装入放电等离子烧结装置的石墨模具中,抽真空后进行放电等离子烧结,加热速度为10~15K/s,加热温度为1450~1700℃,保温时间为3~8min,获得致密的氮化硅陶瓷;其中,所述烧结助剂为氧化铝、氧化锰与氧化硼的混合物。
【技术特征摘要】
1.一种高热导率氮化硅陶瓷的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)按重量份数计算,称取氮化硅70~80份、稀土氧化物5~10份与烧结助剂2~6份混合均匀,加入至球磨机中,形成混合粉料,然后在电热真空干燥箱中110~120℃温度下连续干燥,完全干燥后在温度为-20℃~0℃条件下,氢气气流中过筛,得到复合粉料;2)将步骤1)得到的复合粉料装入放电等离子烧结装置的石墨模具中,抽真空后进行放电等离子烧结,加...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋晓超,张天宇,何东,张天舒,
申请(专利权)人:安徽拓吉泰新型陶瓷科技有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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