The invention belongs to the field of material forming related technology, which discloses a preparation method of complex shape porous silicon nitride. The method combines the metal laser selective melting process with the reaction sintering process of silicon nitride, and provides a new idea for the preparation of large size and complex shape porous silicon nitride components. Steps: (1) the metal silicon powder and oxide sintering aids are provided as the raw material; (2) the material is partially sintered by the laser selective melting process to preform the porous silicon body; (3) the porous silicon body is reacted and sintered, and the complex shape and porous silicon nitride is obtained by nitriding. The preparation method is easy to control the shape of porous silicon nitride parts, improves the manufacturing efficiency and flexibility, and does not require macromolecule binder.
【技术实现步骤摘要】
一种复杂形状多孔氮化硅件的制备方法
本专利技术属于材料成型相关
,更具体地,涉及一种复杂形状多孔氮化硅件的制备方法。
技术介绍
长久以来,复杂形状多孔氮化硅陶瓷零件的制备一直是制约多孔氮化硅陶瓷工程应用的难题之一,为此各国研究者们研发了诸如凝胶注模、注浆成型、挤出成型、直接凝固注模等多种氮化硅陶瓷复杂形状件的成型工艺。虽然这些方法可制备复杂形状件,但却均依赖于模具的制造。由于模具本身制造周期长、成本高,使得复杂形状多孔氮化硅件的制造周期和成本也被抬高,特别是小批量、大型复杂形状件的制备尤其如此。近年来增材制造技术的发展,使得复杂形状多孔氮化硅陶瓷件的制备可以摆脱对模具的依赖,实现复杂形状件的无模成型。增材制造技术基于离散-堆积原理,通过逐点、逐线或逐面的将原料进行叠加成型出复杂形状件,是解决陶瓷复杂形状件成型困难问题的最有前景的技术方法之一。氮化硅陶瓷常用的增材制造技术包括激光选区烧结技术(SLS)、分层实体制造技术(LOM)、光固化技术(SLA)以及熔融沉积造型(FDM)等,当前应用较多的陶瓷增材制造技术中包括间接激光选区烧结技术(indirectSLS)、熔融沉积造型(FDM)和光固化技术(SLA)等技术。但这些技术往往直接以氮化硅陶瓷粉体为原料,并添加高分子粘接剂以实现复杂形状件预制体的成型,再经过高温后处理以获得氮化硅复杂形状件。为提高增材制造成型坯体的强度,导致在增材制造过程中应用的高分子的含量往往较高。这不仅需要在后续处理中增加对高分子的脱脂过程,特别是在大尺寸陶瓷部件的制备过程中光敏树脂可能由于裂解不完全等原因转变为残碳,影响制品性能稳 ...
【技术保护点】
一种复杂形状多孔氮化硅件的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)提供预定质量份数的金属硅粉及氧化物烧结助剂作为原料;(2)采用增材制造工艺对所述原料进行部分烧结以预成型出多孔硅坯体;(3)对所述多孔硅坯体进行反应烧结,通过氮化以得到复杂形状多孔氮化硅件。
【技术特征摘要】
1.一种复杂形状多孔氮化硅件的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)提供预定质量份数的金属硅粉及氧化物烧结助剂作为原料;(2)采用增材制造工艺对所述原料进行部分烧结以预成型出多孔硅坯体;(3)对所述多孔硅坯体进行反应烧结,通过氮化以得到复杂形状多孔氮化硅件。2.如权利要求1所述的复杂形状多孔氮化硅件的制备方法,其特征在于:所述金属硅粉的质量份数为80份~95份,所述氧化物烧结助剂的质量份数为5份~20份。3.如权利要求1所述的复杂形状多孔氮化硅件的制备方法,其特征在于:所述金属硅粉为平均粒径为1μm~30μm的球形硅粉,其含有的杂质的重量百分比小于1%。4.如权利要求1-3任一项所述的复杂形状多孔氮化硅件的制备方法,其特征在于:所述氧化物烧结助剂为氧化铁、氧化亚铁、氧化钇、氧化镧、氧化铝、氧化锆及氧化镁中的一种或者多种。5.如权利要求1-3任一项所述的复杂形状多孔氮化硅件的制备方法,其特征在于:所述氧化物烧结助剂的粒径为0.01μm~10μm,其含有的杂质的重量百分比小于0.5%。6.如权利要求1-3任一项所述的复杂形...
【专利技术属性】
技术研发人员:史玉升,刘荣臻,吴甲民,陈双,陈安南,李晨辉,陈鹏,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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