The invention belongs to the technical field of ceramics, and discloses a high-performance silicon nitride ceramic and a preparation method and application thereof. The silicon nitride ceramic comprises Si powder and TiO
【技术实现步骤摘要】
一种高性能氮化硅陶瓷及其制备方法和应用
本专利技术属于非氧化物基陶瓷材料
，更具体地，涉及一种高性能氮化硅(Si3N4)陶瓷及其制备方法和应用。
技术介绍
Si3N4结构具有高强、高硬、高韧、耐磨、耐高温以及高导热等优异性能，广泛应用于LED散热基板、高速切削刀具以及轴承球等。通常Si3N4陶瓷以高纯Si3N4粉体为原料，添加烧结助剂促进致密化，但是这种方法制备成本较高。近年来，虽然出现了以Si粉为原料，通过反应气压烧结制备Si3N4陶瓷，降低成本。但是由于Si粉氮化的速度比较缓慢，并且氮化后形成的Si3N4致密化较困难，很难获得高致密、高性能的Si3N4陶瓷。即Si粉反应烧结制备Si3N4陶瓷主要存在Si粉氮化时间较长的问题，如此长周期并且苛刻的制备工艺部分抵消了以Si粉为原料带来的低成本优势。基于以上Si粉氮化困难，目前主要通过往Si粉中添加ZrO2、TiO2或稀土氧化物等作为催化剂促进氮化，但是以上的氮化促进Si粉氮化后，对于生成的Si3N4的物相及α-Si3N4和β-Si3N4的比例无法确定，而α-Si3N4和...
【技术保护点】
1.一种高性能氮化硅陶瓷，其特征在于，所述氮化硅陶瓷是以Si粉为原料，TiO
【技术特征摘要】
1.一种高性能氮化硅陶瓷，其特征在于，所述氮化硅陶瓷是以Si粉为原料，TiO2-Eu2O3粉为氮化催化剂，TiO2-Eu2O3和MgO-Y2O3为复合烧结助剂，将上述粉体球磨混和，干燥后得到Si-TiO2-Eu2O3-MgO-Y2O3混合粉体；将混合粉体通过造粒和成型，并经冷等静压，在100～300MPa下保压，制得Si-TiO2-Eu2O3-MgO-Y2O3坯体，将该坯体在氮气气氛下，升温至1200～1500℃烧结，然后升温至1600～1900℃烧结制得。
2.根据权利要求1所述的高性能氮化硅陶瓷，其特征在于，所述的高性能氮化硅陶瓷的相对密度为95～99％，硬度为17～25GPa，断裂韧性为6～15MPa·m1/2，抗弯强度为800～1500MPa。
3.根据权利要求1所述的高性能氮化硅陶瓷，其特征在于，所述的Si粉的纯度为95～99％，粒径为0.1～10μm；TiO2纯度为95～99％，粒径为0.1～10μm；Eu2O3纯度为98～100％，粒径为0.1～10μm；Al2O3粉纯度98～100％，Y2O3纯度98～100％。
4.根据权利要求1所述的高性能氮化硅陶瓷，其特征在于，所述的Si、TiO2-Eu2O3、MgO-Y2O3的质量比为(80～98)：(1～10)：(1～10)。
5.根据权利要求1所述的高性能氮化硅陶瓷，其特征在于，所述的TiO2-Eu2O3中TiO2和Eu2O3的质量比为(1～99)：(1～99)，所述MgO-Y2O3中MgO和...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹创添，吴利翔，牛文彬，朱林林，郭伟明，林华泰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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