System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种低温制备高致密度氮化硼陶瓷的方法技术_技高网

一种低温制备高致密度氮化硼陶瓷的方法技术

技术编号:42645502 阅读:73 留言:0更新日期:2024-09-06 01:40
本发明专利技术涉及了一种低温制备高致密度氮化硼陶瓷材料的方法。以微米片状六方氮化硼粉体为原料,添加少量硼酸水溶液,通过室温压制成型和低温无压烧结,促进片状氮化硼粉末的晶粒结构重排和低温烧结致密化,获得高致密度氮化硼陶瓷(密度≥1.90g/cm3)。本发明专利技术的方法具有工艺简单、成本低等特点,可用于大尺寸高致密度氮化硼陶瓷的制备,所制备的氮化硼陶瓷具有纯度高、致密度高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷材料成型领域,具体涉及一种低温制备高致密度氮化硼陶瓷的方法


技术介绍

1、氮化硼陶瓷材料具有耐高温、热导率高、化学性质稳定等优点,在机械、化工、航天航空等领域得到广泛应用。h-bn是一种类似石墨的层状晶体结构材料,在单个原子层内,硼和氮原子被强共价键结合在一起,这导致bn具有极低的自扩散系数,即使在高温(>2000℃)下烧结,也难以实现完全致密度。通常采用无压烧结或热压烧结的方式来得到氮化硼陶瓷。无压烧结通常以添加烧结助剂的形式得到复合陶瓷促进共价键陶瓷致密化,但无压烧结仍难以消除气孔等缺陷使烧结陶瓷的相对密度仍不够高,无法达到应用要求,且残留的烧结助剂可能会对氮化硼陶瓷的物理性能产生不利影响;热压烧结和放电等离子烧结有利于提高陶瓷致密度,相对密度可达90%以上,并使陶瓷具有良好的机械性能等,但其制备成本高,且由于高温高压烧结,导致产品尺寸受到限制。

2、根据已公开专利(cn 113929430 a)可知,以h-bn纳米片(片径为20-200nm,厚度为0.30-10nm)为原料,在近室温下可形成孔隙率<0.10%的bn材料。该方法以球磨处理后的bn纳米片为原料,以水为增塑剂,通过在45℃,375mpa下压制成型,制备了机械强度高、致密性好的bn陶瓷材料,显著降低了其制备成本。需要指出的是,bn纳米片通常采用低产率、高制备成本的化学气相沉积法以及机械剥离等方法来制备,存在生产周期长、成本高的问题,这限制了该方法的工程应用。而相较于bn纳米片,常规的微米级片状bn粉体,在室温压制成型过程中,易因过大的内应力而出现开裂。因此,亟待开发操作简单、低成本的的制备工艺,解决氮化硼陶瓷存在制备成本高和尺寸受限的技术问题。


技术实现思路

1、为解决氮化硼陶瓷存在制备成本高和尺寸受限的技术问题,本专利技术提出一种低温制备高致密度氮化硼陶瓷的方法,以低成本、简单工艺制备大尺寸高致密度氮化硼陶瓷。

2、本专利技术的技术问题通过以下技术方案予以解决:

3、采用微米片层六方氮化硼粉末,添加少量硼酸水溶液,充分混合均匀;将所得混合原料加入模具中在室温下压制成型,得到陶瓷坯体;随后在空气气氛下低温无压烧结得到高致密度氮化硼陶瓷。

4、所述氮化硼粉体片径为5-50μm,厚度为0.20-2μm。

5、所述硼酸水溶液添加量为氮化硼粉末的5-10wt%,硼酸浓度为1-4wt%。

6、所述成型条件为:室温,压制的压力范围为200-400mpa。

7、所述无压烧结温度为200-600℃。

8、本专利技术的制备方法具有以下优点:

9、1.采用常规的微米级片状bn粉体,原料简单易得,室温下成型,低温无压烧结,工艺简单,制备成本低。

10、2.添加硼酸水溶液,与h-bn表面氧化膜反应提升片层晶粒结合强度,显著促进微米片状六方氮化硼的结构重排和低温烧结致密化,抑制纯氮化硼粉体在室温成型过程中的开裂,得到高致密度氮化硼陶瓷。

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【技术保护点】

1.一种在低温下以微米片状氮化硼粉末为原料制备高致密度氮化硼陶瓷的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述微米片层六方氮化硼粉末的片径为5-50μm,厚度为0.20-2μm。

3.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述硼酸水溶液添加量为氮化硼粉末的5-10wt%,硼酸浓度为1-4wt%。

4.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述成型条件包括:成型温度为室温,成型压力为200-400MPa。

5.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述无压烧结温度为200-600℃。

【技术特征摘要】

1.一种在低温下以微米片状氮化硼粉末为原料制备高致密度氮化硼陶瓷的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述微米片层六方氮化硼粉末的片径为5-50μm,厚度为0.20-2μm。

3.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:贺刚王姝萱杨蕾胡章贵
申请(专利权)人:天津理工大学
类型:发明
国别省市:

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