【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机非金属材料制备，尤其涉及一种纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷及其制备方法。
技术介绍
1、碳化硅陶瓷具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性。因此，已经在许多领域大显身手，并日益受到人们的重视。但是，碳化硅单相材料仍难以满足陶瓷结构件对于材料性能的要求。
2、氮化硅陶瓷与碳化硅陶瓷类似，都具有高机械强度、高耐磨性和化学稳定性，通过将氮化硅颗粒掺入碳化硅陶瓷中将有助于提高碳化硅陶瓷的力学性能。其中，纳米氮化硅由于其尺寸优势，对于碳化硅陶瓷的增强效果更为显著。但是，纳米氮化硅的比表面积大，导致其容易团聚，用于制备碳化硅基陶瓷时容易富集，导致碳化硅陶瓷的力学性能下降；同时，较大的比表面积导致其与碳化硅陶瓷基体之间存在较多的界面，而界面结合性能差，也同样会导致其对碳化硅陶瓷的力学性能的改进效果不佳。
3、因此，提供一种力学性能好的纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷及其制备方法。本专利技术提供的制备方法制备的纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷具有优异的力学性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将纳米氮化硅、碳硅类聚合物和有机溶剂混合后进行
5、(2)将所述步骤(1)得到的预处理氮化硅与碳化硅粉体和烧结助剂混合后进行成型，得到坯体；
6、(3)将所述步骤(2)得到的坯体进行在氮气中进行热压烧结，得到纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷。
7、优选地，所述步骤(1)中碳硅类聚合物为甲基封端的苯基乙基聚硅氧烷或聚八甲基环四硅氮烷。
8、优选地，所述步骤(1)中纳米氮化硅与碳硅类聚合物的质量比为1:(1～3)。
9、优选地，所述步骤(1)中喷雾造粒的温度为100～300℃。
10、优选地，所述步骤(1)中纳米氮化硅与步骤(2)中碳化硅粉体的质量比为(2～8):100。
11、优选地，所述步骤(2)中碳化硅粉体和烧结助剂的质量比为100:(1～3)。
12、优选地，所述步骤(2)中的烧结助剂包括氧化铝和氧化钇。
13、优选地，所述步骤(3)中的成型包括依次进行的干压成型和冷等静压成型。
14、优选地，所述步骤(3)中热压烧结的压力为40～60mpa，热压烧结的温度为1750～1850℃，热压烧结的时间为1～3h。
15、本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备的纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷。
16、本专利技术提供了一种纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷的制备方法，包括：(1)将纳米氮化硅、碳硅类聚合物和有机溶剂混合后进行喷雾造粒，得到预处理氮化硅；所述碳硅类聚合物包括聚硅氧烷、聚碳硅烷和聚硅碳氮烷中的一种；(2)将所述步骤(1)得到的预处理氮化硅与碳化硅粉体和烧结助剂混合后进行成型，得到坯体；(3)将所述步骤(2)得到的坯体进行在氮气中进行热压烧结，得到纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷。本专利技术将纳米氮化硅、碳硅类聚合物和有机溶剂混合后进行喷雾造粒，使碳硅类聚合物能够均匀包覆于纳米二氧化硅表面，在与碳化硅粉体和烧结助剂混合时能够均匀分散，从而使纳米氮化硅在碳化硅陶瓷基体中均匀分布，提高碳化硅陶瓷的力学性能；在高温烧结过程中，碳硅类聚合物在纳米二氧化硅表面原位裂解生成碳化硅，在烧结助剂的作用下与碳化硅粉体共烧结形成陶瓷基体，提高了纳米二氧化硅与碳化硅之间的界面结合性能，进而提高了碳化硅陶瓷的力学性能。实施例的实验结果表明，本专利技术提供的制备方法制备的纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷的抗弯强度为1198mpa以上，断裂韧性为7.96mpa·m1/2以上。
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1.一种纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳硅类聚合物为甲基封端的苯基乙基聚硅氧烷或聚八甲基环四硅氮烷。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纳米氮化硅与碳硅类聚合物的质量比为1:(1～3)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中喷雾造粒的温度为100～300℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纳米氮化硅与步骤(2)中碳化硅粉体的质量比为(2～8):100。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中碳化硅粉体和烧结助剂的质量比为100:(1～3)。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的烧结助剂包括氧化铝和氧化钇。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的成型包括依次进行的干压成型和冷等静压成型。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
10.权利要求1～9任意一项所述的制备方法制备的纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米氮化硅-碳化硅复相陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳硅类聚合物为甲基封端的苯基乙基聚硅氧烷或聚八甲基环四硅氮烷。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纳米氮化硅与碳硅类聚合物的质量比为1:(1～3)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中喷雾造粒的温度为100～300℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纳米氮化硅与步骤(2)中碳化硅粉体的质量比为(2～8):100。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖亮，肖自勇，谢山穗，肖立，李能，李杨，
申请(专利权)人：衡阳凯新特种材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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