一种氮化硅瓷片的分压烧结方法技术

本发明专利技术涉及高性能陶瓷制备技术领域，涉及一种氮化硅瓷片的分压烧结方法，本发明专利技术包括装炉、负压脱脂、分压烧结、加压烧结及快冷阶段：装炉时将含氮化硅原料与Y2O3和MgO助剂的生坯入炉并排除空气；负压脱脂阶段以低压氮气和阶段性升温促进助剂液相形成与挥发；分压阶段通过阶梯式氮气分压释放挥发物；加压阶段经相变缓冲、高温致密化、超高温均化及缓慢冷却，实现压力从低压到35bar的梯度提升，结合动压‑静压模式切换精准控压；快冷阶段通过水冷降温完成烧结，本发明专利技术有效改善传统工艺的开裂、密度不均等问题，提升瓷片良率与尺寸精度，优化微观结构和力学性能，增强高温适用性与热学性能，同时减少助剂用量、降低能耗，兼具实用性与经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高性能陶瓷制备，涉及一种氮化硅瓷片的分压烧结方法。

技术介绍

1、氮化硅陶瓷因优异的力学性能、热稳定性及耐腐蚀性，在高温结构部件、电子封装等领域应用广泛。然而，现有烧结技术在制备氮化硅瓷片时面临诸多瓶颈：其一，烧结后瓷片边缘开裂率常超过15%，主要源于硅蒸气在高温下大量逸出，导致局部密度骤变产生应力集中；其二，当瓷片厚度超过1mm时，因气氛渗透不均，中心密度比边缘低3-5%，严重影响材料一致性；其三，翘曲变形量普遍大于0.5mm/m，根源在于升温及分压曲线与材料收缩过程不匹配，引发结构应力。

2、传统解决方案存在明显局限：采用恒压氮气烧结时，无法有效抑制硅挥发，导致坯体中易形成孔隙，降低致密度；为提高致密化程度，部分方案通过增加烧结助剂（用量常超过8wt%）促进液相烧结，但过多的助剂会在晶界形成大量玻璃相，显著劣化材料的高温性能（如抗蠕变能力、热导率）。因此，亟需一种能兼顾低开裂率、高致密化均匀性、低变形量及优异高温性能的烧结方法，以突破现有技术瓶颈。

技术实现思路

<p>1、本专利技术为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，所述S2负压脱脂阶段中，所述阶段性的升温速率具体为：从0℃以5℃/min升温至400℃，然后在400℃保温10分钟，再以5℃/min升温至1000℃。

3.根据权利要求1所述的烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，所述S3分压烧结阶段中，每个氮气分压阶段的保温时间为40分钟。

4.根据权利要求1所述的烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，所述S41相变初始阶段中：压力从1.05bar过渡至0.3bar的缓冲时间为1...

【技术特征摘要】

1.一种烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，所述s2负压脱脂阶段中，所述阶段性的升温速率具体为：从0℃以5℃/min升温至400℃，然后在400℃保温10分钟，再以5℃/min升温至1000℃。

3.根据权利要求1所述的烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，所述s3分压烧结阶段中，每个氮气分压阶段的保温时间为40分钟。

4.根据权利要求1所述的烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，所述s41相变初始阶段中：压力从1.05bar过渡至0.3bar的缓冲时间为10分钟；温度从1000℃同步升至1400℃的速率为2℃/min,时间为200min，然后在1400℃保温100分钟。

5.根据权利要求1所述的烧结氮化硅瓷片的分压烧结方法，其特征在于，所述s42高温致密化阶段中：压力从5bar提升至10bar的速率为0.05bar/min，时间为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈扬，郭康，陈雨佳，张继东，
申请(专利权)人：浙光电子嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：