一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法，属于增材制造技术制备无机非金属陶瓷领域，该方法包括步骤：(1)采用机械混合法制备纳米烧结助剂和氮化硅聚空心球的混合均匀的复合粉体，或者通过化学共沉淀法制备纳米烧结助剂包覆氮化硅聚空心球的复合粉体；(2)设计CAD模型，进行切片处理后保存为STL文件，导入SLS成形设备中；(3)采用SLS成形设备对复合粉体进行激光选区烧结，制备出预烧结氮化硅陶瓷；(4)高温烧结后，制备出CAD模型结构的多孔氮化硅陶瓷。本发明专利技术方法制备出复合粉体后，通过激光选区烧结制备出预烧氮化硅陶瓷，并经过后处理工艺制备出高孔隙率氮化硅陶瓷，无需排胶、可成形复杂结构、成形件孔隙率高。

A method of high porosity silicon nitride ceramics based on Selective Laser Sintering

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法
本专利技术属于增材制造技术制备无机非金属陶瓷领域，更具体地，涉及一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法。
技术介绍
氮化硅是一种具有强共价键的非金属无机化合物，具有高强度、高硬度、高弹性模量、低热膨胀系数、自润滑且耐磨损等优异的性能，得到了广泛的关注。其中，多孔氮化硅陶瓷还具有轻质耐热、比表面积高、对气体或液体有选择透过性等一些多孔特性，是“结构-功能”一体化陶瓷材料。未来有望在航天飞行器的天线罩材料上得到应用。目前，多孔氮化硅陶瓷的制备主要采用发泡法、欠烧法、造孔剂法、激光选区烧结等方式。但发泡法制备出的多孔氮化硅陶瓷孔隙结构不可控；欠烧法无法制备出内部结构复杂的多孔氮化硅陶瓷；造孔剂法虽然可以实现孔隙结构的调控，但是造孔剂多采用有机物，需要进行排胶处理且不利于烧结致密化及相转变；激光选区烧结虽然可成形复杂结构的氮化硅陶瓷，但目前多采用低熔点的有机物作为粘结剂，需要进行排胶处理，生产流程较长；且目前激光选区烧结工艺在制备点阵结构等结构复杂的陶瓷试样中由于需要进行排胶处理，容易使复杂结构样品产生变形、开裂、塌陷等问题，难以有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用机械混合法制备纳米烧结助剂和氮化硅聚空心球的混合均匀的复合粉体，或者通过化学共沉淀法制备纳米烧结助剂包覆氮化硅聚空心球的复合粉体；(2)设计CAD模型，对该CAD模型进行切片处理后保存为包含CAD模型数据信息的STL文件，将该STL文件导入激光选区烧结成形设备中；(3)将步骤(1)得到的复合粉体铺设于激光选区烧结成形设备粉缸中，设定SLS成形工艺参数，结合步骤(2)中导入的STL文件，进行激光选区烧结，逐层打印，制备出预烧结氮化硅陶瓷；(4)对步骤(3)获得的预烧结氮化硅陶瓷在保护气氛下进行高温烧结，制备...

【技术特征摘要】
1.一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用机械混合法制备纳米烧结助剂和氮化硅聚空心球的混合均匀的复合粉体，或者通过化学共沉淀法制备纳米烧结助剂包覆氮化硅聚空心球的复合粉体；(2)设计CAD模型，对该CAD模型进行切片处理后保存为包含CAD模型数据信息的STL文件，将该STL文件导入激光选区烧结成形设备中；(3)将步骤(1)得到的复合粉体铺设于激光选区烧结成形设备粉缸中，设定SLS成形工艺参数，结合步骤(2)中导入的STL文件，进行激光选区烧结，逐层打印，制备出预烧结氮化硅陶瓷；(4)对步骤(3)获得的预烧结氮化硅陶瓷在保护气氛下进行高温烧结，制备出所述CAD模型结构的高孔隙率氮化硅陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述纳米烧结助剂包括纳米氧化铝、纳米氧化钇、纳米稀土氧化物和纳米二氧化硅中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述纳米稀土氧化物包括氧化镧、氧化钕、氧化铈和氧化镱，所述纳米烧结助剂包括其中的一种或几种纳米稀土氧化物。4.根据权利要求2或3所述的一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，通过调整所述纳米烧结助剂的加入量和种类，对制备得到的高孔隙率...

【专利技术属性】
技术研发人员：史玉升，程立金，马伊欣，吴甲民，陈双，魏正华，郭肖峰，陈安南，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42