CN106007774A - 一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，包括以下主要步骤：(1)混配料：将氮化硅粉末与烧结助剂混合均匀后烘干制成混合料；(2)压制：将混合料在自动成型压机上模压成型；(3)原位反应烧结：将成型压坯在烧结炉中烧结获得多孔陶瓷。本发明的制备方法，采用原位反应烧结方法制备氮化硅多孔陶瓷，孔隙率为20ˉ50％，抗弯强度为70ˉ120MPa，介电常数为3.5ˉ4.5，解决了目前大部分透波材料强度低、耐蚀性差、耐高温性能差等缺点。
Description
技术领域
本发明涉及多孔氮化硅陶瓷技术领域，具体涉及一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法。
背景技术
氮化硅材料具有良好的热学、电学和力学性能。多孔氮化硅陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、强度高、透波率高等特点，是新一代天线罩材料研究的重点。
现有的天线罩材料包括环氧树脂、石英玻璃、磷酸盐玻璃等，但是这些材料强度低、耐腐蚀性能和耐高温性能差，不能满足高速飞行器的要求。通过原位反应烧结制备的多孔氮化硅陶瓷，可以通过第二相和气孔率调节材料的介电性能，同时具有耐高温、耐腐蚀和强度高的特点，能够满足天线罩材料的使用要求。
发明内容
本发明旨在提供一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，能够制备耐高温、耐腐蚀和强度高的天线罩材料。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)混配料：将氮化硅粉末与烧结助剂粉末按照比例称取，放入球磨筒中，加入磨介球和分散介质，球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；
(2)压制：将混合料在自动成型压机上模压成型，制成各种形状的压坯；
(3)原位反应烧结：将成型压坯置于烧结炉中，原位反应烧结，获得多孔陶瓷。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，所述的烧结助剂粉末为氧化铝粉末，其重量百分比为8％。
前述的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，球磨时的磨介球为氮化硅球，分散介质为无水乙醇；球料比为3：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)。
前述的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，压制成型的压力为50MPa。
前述的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，烧结温度为1200ˉ1400℃，保温时间为1ˉ6小时。
本发明是通过原位反应烧结制备莫来石结合的氮化硅多孔陶瓷，提供了一种可用于制备雷达天线罩的陶瓷材料，解决了目前天线罩材料强度低、耐腐蚀性能和耐高温性能差等问题。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
(1)混配料：将92％氮化硅粉末、8％氧化铝粉末按照重量比称好，放入球磨筒中。加入氮化硅磨介球，球料比为3：1(重量比)。加入无水乙醇，固液比为1：5(体积比)。将球磨筒放在轧辊机上，球磨40h后取出并烘干。最后过200目筛网，制成混合料；
(2)压制：将步骤(1)所得的混合料在自动成型压机上模压成型，压制压力为50MPa，制成各种形状的压坯；
(3)原位反应烧结：将步骤(2)所得的成型压坯置于烧结炉中原位反应烧结，烧结温度为1300℃，保温4h，停止加热后随炉冷却到室温，获得多孔陶瓷。
对按此方法制备的多孔陶瓷进行性能检测，气孔率为24.5％，抗弯强度为91MPa，介电常数为3.5。
实施例2：。
(1)混配料：将92％氮化硅粉末、8％氧化铝粉末按照重量比称好，放入球磨筒中。加入氮化硅磨介球，球料比为3：1(重量比)。加入无水乙醇，固液比为1：5(体积比)。将球磨筒放在轧辊机上，球磨40h后取出并烘干。最后过200目筛网，制成混合料；
(2)压制：将步骤(1)所得的混合料在自动成型压机上模压成型，压制压力为50MPa，制成各种形状的压坯；
(3)原位反应烧结：将步骤(2)所得的成型压坯置于烧结炉中原位反应烧结，烧结温度为1400℃，保温6h，停止加热后随炉冷却到室温，获得多孔陶瓷。
对按此方法制备的多孔陶瓷进行性能检测，气孔率为37.8％，抗弯强度为117MPa，介电常数为4.2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混配料：将氮化硅粉末与烧结助剂粉末按照比例称取，放入球磨筒中，加入磨介球和分散介质，球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；
(2)压制：将混合料在自动成型压机上模压成型，制成各种形状的压坯；
(3)原位反应烧结：将成型压坯置于烧结炉中，原位反应烧结，获得多孔陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，所述的烧结助剂粉末为氧化铝粉末，其重量百分比为8％。
3.根据权利要求1所述的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，球磨时的磨介球为氮化硅球，分散介质为无水乙醇；球料比为3：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)。
4.根据权利要求1所述的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，压制成型的压力为50MPa。
5.根据权利要求1所述的一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，烧结温度为1200-1400℃，保温时间为1-6小时。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106495703A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-03-15 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种氮化硅密封环的制备方法 |
| CN107353036A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-11-17 | 广东工业大学 | 一种基于增材制造技术的多孔氮化硅陶瓷、其制备方法及其应用 |
| CN115974559A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-04-18 | 衡阳凯新特种材料科技有限公司 | 一种低热导率氮化硅透波陶瓷材料 |
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