一种双加热模式放电等离子烧结制备致密氮化硅的方法技术

本发明专利技术公开了一种双加热模式放电等离子烧结制备致密氮化硅的方法，包括如下步骤：1)按预定比例称取α‑Si3N4、CeO2、Y2O3粉末，进行球磨混合；2)将球磨后的混合粉料进行干燥，并过筛；3)将筛选好的粉料进行预压；4)在真空或氩气保护气氛下，采用电流加热和辐射加热结合的放电等离子烧结，烧结温度为1600‑1700℃，保温0‑5min，即得到所述致密氮化硅。本发明专利技术工艺简单，烧结时间短，可大幅降低烧结温度，并且增加辐射发热体，并安装了保温层，通过调节辅加热功率和主加热功率匹配参数，提高了模具内部温度场的均匀性，从而为烧结均匀致密的大尺寸氮化硅陶瓷提供了有效的保障。

A Method for Preparing Dense Silicon Nitride by Double Heating Mode Discharge Plasma Sintering

The invention discloses a method for preparing dense silicon nitride by double heating mode discharge plasma sintering, which comprises the following steps: 1) weighing alpha Si3N4, CeO 2 and YO 3 Powders in a predetermined proportion for ball milling and mixing; 2) drying and sieving the mixed powders after ball milling; 3) pre-pressing the selected powders; 4) using electric current heating and radiation in a vacuum or argon protected atmosphere. The dense silicon nitride is obtained by spark plasma sintering combined with radiation heating at a sintering temperature of 1600 1700 (?) C and a holding time of 0 5 min. The method has the advantages of simple process, short sintering time, greatly reducing sintering temperature, increasing radiation heater and installing insulation layer. By adjusting matching parameters of auxiliary heating power and main heating power, the uniformity of temperature field inside the die is improved, thus providing effective guarantee for sintering uniform and compact large-size silicon nitride ceramics.

【技术实现步骤摘要】
一种双加热模式放电等离子烧结制备致密氮化硅的方法
本专利技术属于放电等离子烧结材料
，具体涉及一种双加热模式放电等离子烧结制备致密氮化硅的方法。
技术介绍
氮化硅陶瓷由于抗氧化，耐磨损，抗腐蚀性能好，断裂韧性高，比重小，热导率高等优点在新型陶瓷中占有重要地位，是一种理想的高速切削工具陶瓷材料。与其它陶瓷相比，氮化硅陶瓷由于其热膨胀系数小，抗热冲击性能好，断裂韧性高，比重小，热导率高，高温下的硬度及强度高，蠕变小等优点也常常作为高温结构材料，广泛应用于机械、化工、海洋工程、航空航天等重要领域。现阶段氮化硅陶瓷的烧结主要是通过无压、热压、气压、热等静压、反应烧结等传统烧结方式为主，但因传统烧结方式能耗高、烧结时间长、效率低等弊端大大限制了Si3N4陶瓷的大规模生产。放电等离子烧结可在快速烧结的过程中施加一定的机械力，容易获得致密的块体材料，是一种快速、低温、节能、环保的材料制备加工新技术，具有烧结快速、烧结温度低、烧结机理特殊、操作简单方便等优点，并使得最终的产品具有组织细小均匀、能保持原材料的自然状态、致密度高等特点，但越来越多的使用者发现使用该方法制备的块体材料直径大于30mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双加热模式放电等离子烧结制备致密氮化硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)按预定比例称取α‑Si3N4、CeO2、Y2O3粉末，进行球磨混合；2)将球磨后的混合粉料进行干燥，并过筛；3)将筛选好的粉料进行预压；4)在真空或氩气保护气氛下，采用电流加热和辐射加热结合的放电等离子烧结，烧结温度为1600‑1700℃，保温0‑5min，即得到所述致密氮化硅。

【技术特征摘要】
1.一种双加热模式放电等离子烧结制备致密氮化硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)按预定比例称取α-Si3N4、CeO2、Y2O3粉末，进行球磨混合；2)将球磨后的混合粉料进行干燥，并过筛；3)将筛选好的粉料进行预压；4)在真空或氩气保护气氛下，采用电流加热和辐射加热结合的放电等离子烧结，烧结温度为1600-1700℃，保温0-5min，即得到所述致密氮化硅。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，辐射加热的功率为30-80kW·h，电流加热的功率为40-100kW·h。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电流加热和辐射加热结合的放电等离子烧结过程中，先开辐射加热系统，待样品加热到300-800℃时同时打开电流加热系统。4.如权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉成，郑永光，张金咏，张帆，傅正义，王为民，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42