一种高硬度Sialon陶瓷材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高硬度Sialon陶瓷材料及其制备方法和应用，该Sialon陶瓷材料采用氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉制备而得，具有硬度高，耐磨性好，工作温度高和韧性好的特点，能够满足苛刻的服役条件。本发明专利技术同时提供了所述材料的制备方法，经混合、球磨处理、凝胶注模成型、干燥处理、烧结即得，制备方法简单易行。本发明专利技术提供的高硬度Sialon陶瓷材料可应用于制作钻头方面，制备的钻头工作过程中散热快、冷却效果好，同时硬度高，能够满足苛刻的服役条件，使用寿命长。

A Sialon Ceramic Material with High Hardness and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a high hardness Sialon ceramic material and its preparation method and application. The Sialon ceramic material is prepared by using silicon nitride powder, aluminum carbide powder, aluminum nitride powder, alumina powder, yttrium oxide powder and cerium oxide powder. It has the characteristics of high hardness, good wear resistance, high working temperature and good toughness, and can meet the harsh service conditions. The invention also provides a preparation method of the material, which is obtained through mixing, ball milling, gel casting, drying and sintering, and the preparation method is simple and feasible. The high hardness Sialon ceramic material provided by the invention can be applied to the production of drill bits. The prepared drill bit has fast heat dissipation, good cooling effect, high hardness, can meet the harsh service conditions and long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度Sialon陶瓷材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种陶瓷材料
，更具体地，涉及一种高硬度Sialon陶瓷材料及其制备方法应用。
技术介绍
传统钻头采用金属陶瓷复合材料制成，但是在钻进的过程中钻头容易磨损，影响使用，且弹性模量较低。金刚石钻头硬度高，切割性能优良，但是造价昂贵，在热稳定性有一定缺陷。因此，必须研发一种综合力学性能更加优良的钻头材料。Sialon陶瓷具有高强度、抗腐蚀等优异的物理和化学性能，广泛应用于冶金、电子、机械、化工、航空航天等领域。在钻头高速转动工作过程中会产生大量热量，Sialon陶瓷材料抗热震性能好、热膨胀系数低，有利于钻头散热冷却，但是Sialon陶瓷材料的硬度较低，使用其制作的钻头无法满足工作需要。同时在现有Sialon陶瓷制备过程中，由于原材料中的氮化硅不溶于水，无法采用传统的水基凝胶注模成型，只能进行压制成型，容易造成物料分布不均，影响使用性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种高硬度Sialon陶瓷材料，该材料由氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉制备而成，具有硬度高，耐磨性好，工作温度高和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述高硬度Sialon陶瓷材料采用氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉作为原材料与高分子凝胶制备而得，所述氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉质量百分比如下：氮化硅粉为72~78wt%，碳化铝粉为4~6wt%，氮化铝粉为4~6wt%，氧化铝粉为6~7wt%，氧化钇粉为3wt%，氧化铈粉为4~6 wt%。

【技术特征摘要】
1.一种高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述高硬度Sialon陶瓷材料采用氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉作为原材料与高分子凝胶制备而得，所述氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉质量百分比如下：氮化硅粉为72~78wt%，碳化铝粉为4~6wt%，氮化铝粉为4~6wt%，氧化铝粉为6~7wt%，氧化钇粉为3wt%，氧化铈粉为4~6wt%。2.根据权利要求1所述的高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述氮化硅粉、碳化铝粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化钇粉和氧化铈粉所占百分比如下：氮化硅粉为75~78wt%，碳化铝粉为5~6wt%，氮化铝粉为4~6wt%，氧化铝粉为6~7wt%，氧化钇粉为3wt%，氧化铈粉为4~6wt%。3.根据权利要求1所述的高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述高分子凝胶以PEG-200、N-甲基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、交联剂、分散剂、引发剂、催化剂为原材料。4.根据权利要求3所述的高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述交联剂为三丙烯酸丙烷三甲醇酯，所述分散剂为聚乙烯亚胺，所述引发剂为过氧化苯甲酰，所述催化剂为N,N-二甲基苯胺。5.根据权利要求3所述的高硬度Sialon陶瓷材料，其特征在于，所述Sialon陶瓷原材料与高分子凝胶原材料的质量比为1:0.82。6.一种权利要求1~5任一项所述高硬度Sialon陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：银锐明，吴泱，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43