專利名稱：多孔氮化硅陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多孔氮化硅陶瓷領(lǐng)域，涉及一種多孔氮化硅陶瓷及利用自蔓延法制備多孔氮化硅陶瓷的方法，更具體地涉及以硅粉和氮化硅粉為原料，通過自蔓延法制備多孔氮化硅陶瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
多孔氮化硅陶瓷材料由于具有輕質(zhì)、耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn)，在高溫氣體過濾、傳感器、催化劑載體、分離膜等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，因此關(guān)于多孔氮化硅陶瓷的制備方法成為目前研究的熱點(diǎn)之一。但目前的研究多以昂貴的氮化硅粉為原料，通過無(wú)壓或氣壓燒結(jié)制備多孔氮化硅陶瓷材料。從成本考慮，以硅粉為原料制備多孔氮化硅陶瓷材料將會(huì)更有利于實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化推廣。

自蔓延法是通過外部提供必要的能量，誘發(fā)高放熱化學(xué)反應(yīng)體系局部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后以快速自動(dòng)波燃燒的自維持反應(yīng)的進(jìn)行，表現(xiàn)為燃燒波蔓延到整個(gè)的反應(yīng)體系中，最后合成材料。特別是氮?dú)?硅體系的自蔓延法合成，反應(yīng)在高壓條件下由氣相的氮?dú)夂凸滔嗟墓璺磻?yīng)進(jìn)行，但是硅粉之間的孔隙氣體不足會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)行，使得最終反應(yīng)產(chǎn)物有殘余硅存在。因此一般都采用添加一定含量的氮化硅粉作為填充劑/稀釋劑，提供充足的孔隙，從而促進(jìn)反應(yīng)完全。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1657496公開一種氮化硅陶瓷的微型部件的加工方法，其使用Si粉末作為原料，并將硅粉末填入石墨模具里，使用熱壓裝置或等離子體放電燒結(jié)機(jī)進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，再將硅粉預(yù)燒體機(jī)械加工成薄片，將加工后的工件置于石墨或氮化硅坩堝中，放入通有氮?dú)獾碾姞t腔室內(nèi)進(jìn)行氮化處理，并在坩堝底部鋪墊氮化硼顆粒，將工件置于氮化硼顆粒之上，在1300 1450°C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行氮化處理。CN1657496公開的方法只適用于制備薄片狀部件，硅粉成型體預(yù)燒后具有一定的密度和強(qiáng)度能夠?qū)崿F(xiàn)微加工，但如果工件的厚度不足夠薄，在氮化處理過程中無(wú)法保證具有一定密度的硅粉成型燒結(jié)體中的硅全部氮化成氮化硅，因此不能利用所述方法制得具有較高強(qiáng)度和韌性的氮化硅陶瓷部件。目前多孔陶瓷的制備工藝有發(fā)泡法、添加造孔劑法、凝膠注模法、水熱反應(yīng)法等。已有的方法多存在工藝較復(fù)雜且制備的多孔陶瓷強(qiáng)度低的問題。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1433959A、CN1569742A公開了通過自蔓延反應(yīng)制備氮化硅粉體，制備出的P -氮化硅晶須具有很高的強(qiáng)度和韌性，可以用于實(shí)現(xiàn)晶須增強(qiáng)增韌。但是利用自蔓延法制備塊體陶瓷材料卻未有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人意識(shí)到在塊狀多孔氮化硅陶瓷材料中實(shí)現(xiàn)柱狀P相氮化硅的生成可以獲得高強(qiáng)度的塊狀陶瓷材料。本發(fā)明提供一種多孔氮化硅陶瓷制品，所述多孔氮化硅陶瓷制品中氮化硅的形態(tài)為柱狀或棒狀P相結(jié)晶；制品總氣孔率為20 65%，抗彎強(qiáng)度為45(T50MPa。
本發(fā)明提供的多孔氮化硅陶瓷制品，其中包括的氮化硅呈現(xiàn)柱狀或棒狀的P相結(jié)晶形態(tài)，可進(jìn)一步提聞廣品的強(qiáng)度和朝性。本發(fā)明提供的多孔氮化硅陶瓷制品是通過將具有一定細(xì)度的硅粉、氮化硅粉、與燒結(jié)助劑的混合物模壓成型為具有一定形狀的成型體，然后將成型體置于自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)經(jīng)氮化處理而制得的具有一定形狀的多孔氮化硅陶瓷制品，其中所述成型體是埋于有助于促進(jìn)成型體進(jìn)行自蔓延反應(yīng)的埋粉內(nèi)并于自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)經(jīng)氮化處理。原材料中，硅粉和氮化硅粉的比例可以為9 5:1 5。又，硅粉和氮化硅粉的比例優(yōu)選為7 5:3 5。本發(fā)明的埋粉可以為純硅粉、或硅粉和氮化硅粉的混合物。又，埋粉中硅粉和氮化硅粉的比例可以選擇具有 與成型體中硅粉和氮化硅粉相同的比例。本發(fā)明通過將硅粉、氮化硅粉與燒結(jié)助劑在球磨罐中球磨使其混合均勻并過80-200目篩以獲得具有一定細(xì)度的混合物。本發(fā)明優(yōu)選采用粒徑為I 一 50 ii m、純度為80-99.99%的硅粉。本發(fā)明優(yōu)選采用的燒結(jié)助劑為Y203、Yb203、Lu2O3> Nd203、Er203、中的一種或幾種?，F(xiàn)有技術(shù)中公開有通過自蔓延反應(yīng)法制得其中的顆粒為￠-氮化硅晶型的氮化硅粉體，卻未有報(bào)道利用自蔓延法來(lái)制備具有一定形狀的塊體陶瓷材料。本發(fā)明通過自蔓延法實(shí)現(xiàn)原材料中硅粉的氮化，并且在具有一定形狀的陶瓷壞體中實(shí)現(xiàn)柱狀P相氮化硅的生成，從而獲得高強(qiáng)度的多孔氮化硅陶瓷材料。本發(fā)明的另一方面，提供一種多孔氮化硅陶瓷的制備方法，包括將具有一定細(xì)度的硅粉、氮化硅粉、與燒結(jié)助劑的混合物模壓成型為具有一定形狀的成型體；將成型體埋于有助于促進(jìn)成型體進(jìn)行自蔓延反應(yīng)的埋粉內(nèi)一起置入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，經(jīng)氮化處理而制得具有一定形狀的多孔氮化硅陶瓷制品。本發(fā)明的制備方法，模壓成型壓力優(yōu)選為5-100MPa。模壓成型壓力更優(yōu)選地為5_50MPa。本發(fā)明的制備方法中，將具有規(guī)定比例的硅粉和氮化硅粉在球磨機(jī)中與燒結(jié)助劑一起球磨、干燥、過80-200目篩以達(dá)到具有一定細(xì)度的混合物。其中，所述球磨時(shí)間可以為I 24小時(shí)。另外,本發(fā)明的氮化處理時(shí)間優(yōu)選為I 10分鐘。又，利用本發(fā)明的制備方法制得的多孔氮化硅陶瓷總氣孔率為20飛5%，抗彎強(qiáng)度為 450 50MPa。本發(fā)明以硅粉為反應(yīng)原料，以氮化硅粉為填料，相對(duì)于以純氮化硅粉為原料的無(wú)壓燒結(jié)或氣壓燒結(jié)，成本明顯降低，同時(shí)結(jié)合自蔓延工藝耗能低、時(shí)間短、適合工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，從而有利于實(shí)現(xiàn)多孔氮化硅陶瓷材料的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明通過自蔓延法實(shí)現(xiàn)硅的氮化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)柱狀3相氮化硅的生成，從而獲得具有高強(qiáng)度的多孔氮化硅陶瓷材料。


圖1示出本發(fā)明一個(gè)示例實(shí)施例(實(shí)施例1)中的多孔氮化硅陶瓷材料的XRD圖；其中樣品已完全轉(zhuǎn)變?yōu)镻相氮化硅；
圖2示出本發(fā)明圖1的多孔氮化硅陶瓷材料的掃描電鏡照片；圖3示出本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例(實(shí)施例2)中的多孔氮化硅陶瓷材料的掃描電鏡照
片;
圖4示出本發(fā)明又一個(gè)示例實(shí)施例(實(shí)施例4)中的多孔氮化硅陶瓷材料的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式參照說明書附圖，并結(jié)合下述實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，說明書附圖及下述實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。本發(fā)明提供一種多孔氮化硅陶瓷制品，制品中氮化硅的形態(tài)呈柱狀或棒狀的3相氮化硅結(jié)晶形態(tài)；制品總氣孔率為20 65%，抗彎強(qiáng)度為45(T50MPa。在多孔氮化硅陶瓷制品中使其主成份氮化硅呈現(xiàn)柱狀或棒狀的3相結(jié)晶形態(tài)，可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和韌性。在此，本發(fā)明還提供一種多孔氮化硅陶瓷的制備方法，通過將具有一定細(xì)度的硅粉、氮化硅粉、與燒結(jié)助劑的混合物模壓成型為具有一定形狀的成型體；然后將成型體埋于有助于促進(jìn)成型體進(jìn)行自蔓延反應(yīng)的埋粉內(nèi)一起置入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，經(jīng)氮化處理而制得具有一定形狀的多孔氮化硅陶瓷制品。本發(fā)明提供的多孔氮化硅陶瓷的制備方法中，通過將硅粉、氮化硅粉與燒結(jié)助劑在球磨罐中球磨使其混合均勻，并經(jīng)干燥和過80-200目篩以獲得具有一定細(xì)度的硅粉、氮化硅粉、與燒結(jié)助劑的混合物。其中，球磨時(shí)間可以為I 24小時(shí)。另外，硅粉、氮化硅粉、與燒結(jié)助劑的混合物中硅粉與氮化硅粉的比例可以為9 5:1 5 ;所述比例優(yōu)選為7 5:3 5。又，其中的燒結(jié)助劑可以為Y203、Yb203、Lu203、Nd203、Er203中的一種或幾種。

本發(fā)明提供的多孔氮化硅陶瓷的制備方法中，對(duì)經(jīng)模壓成型后而具有一定形狀的成型體進(jìn)行氮化處理時(shí)，為能促進(jìn)經(jīng)一定壓力成型而制得的成型體在自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)順利進(jìn)行自蔓延反應(yīng)，可將成型體埋于埋粉內(nèi)而后再一起置入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)進(jìn)行氮化處理。其中的埋粉可以為純硅粉、或硅粉和氮化硅粉的混合物。又，在選擇埋粉為硅粉與氮化硅粉的混合物時(shí)，埋粉中硅粉和氮化硅粉的比例可以具有與成型體中中硅粉與氮化硅粉的比例相同。另外，氮化處理的時(shí)間可以為I 10分鐘，時(shí)間短、效率高。本發(fā)明的制備方法以硅粉為反應(yīng)原料，以氮化硅粉為填料，相對(duì)于以純氮化硅粉為原料的無(wú)壓燒結(jié)或氣壓燒結(jié)，成本明顯降低，同時(shí)結(jié)合自蔓延工藝耗能低、時(shí)間短、適合工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，從而有利于實(shí)現(xiàn)多孔氮化硅的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。另外，通過本發(fā)明的制備方法制備的多孔氮化硅陶瓷，制品的總氣孔率可以達(dá)20飛5%，抗彎強(qiáng)度達(dá)45(T50MPa。制品中氮化硅的形態(tài)例如可以是呈柱狀或棒狀的P相氮化硅結(jié)晶形態(tài)；另外，所述P相氮化硅結(jié)晶的長(zhǎng)度可以為疒20i!m，直徑為0.Slum，長(zhǎng)徑比為5 10。又，在一個(gè)實(shí)施例中，所述柱狀或棒狀的P相氮化硅結(jié)晶是P_Si3N4。如上所述，有公開利用自蔓延高溫合成方法制備晶須為P -氮化硅晶型的氮化硅粉體。但需要將粉體經(jīng)后續(xù)程序才能制造出具有一定形狀的氮化硅陶瓷制品。本發(fā)明的制備方法利用自蔓延法直接制備實(shí)現(xiàn)柱狀3相氮化硅的生成，可制得具有高氣孔率、低密度、高強(qiáng)度的塊體陶瓷材料。以下列舉出一些示例性的實(shí)施例以更好地說明本發(fā)明。其中各實(shí)施例中的氣孔率數(shù)值是采用阿基米德排水法測(cè)試得出(GB/T 3810.3-2006);抗彎強(qiáng)度測(cè)試在美國(guó)Instixm公司5566材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，加載速率為0.5 mm/min,跨距為30mm,樣品尺寸為3mm X 4mm X 36mm。實(shí)施例1:
以乙醇為溶劑，氮化硅球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)，以質(zhì)量比70:30:6將硅粉、氮化硅粉與氧化釔在球磨罐中球磨24小時(shí)。將混合均勻的漿料在烘箱內(nèi)60°C干燥，然后過100目篩。過篩后的粉體用不銹鋼模具IOMPa壓制成多孔坯體。坯體埋于同樣配比的硅/氮化硅埋粉內(nèi)，放入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，通入氮?dú)?，?jīng)點(diǎn)火燃燒合成，反應(yīng)時(shí)間為4分鐘，合成后爐內(nèi)自然冷卻；經(jīng)檢測(cè)得知:本實(shí)施例制得的多孔氮化硅陶瓷材料的氣孔率為54%，抗彎強(qiáng)度為120MPa ;圖1為實(shí)施例1中自蔓延反應(yīng)后多孔氮化硅陶瓷材料的XRD圖；經(jīng)XRD測(cè)定為P -Si3N4 ;圖2為實(shí)施例1中自蔓延反應(yīng)后多孔氮化硅陶瓷材料的掃描電鏡照片。并自蔓延后微觀形貌為柱狀或棒狀的P相氮化硅；所述P相氮化硅棒晶的長(zhǎng)度為7 20iim，直徑為0.5 3iim，平均長(zhǎng)徑比約為5 10。實(shí)施例2:
以乙醇為溶劑，氮化硅球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)，以質(zhì)量比50:50:6將硅粉、氮化硅粉與氧化鐿在球磨罐中球磨24小時(shí)。將混合均勻的漿料在烘箱內(nèi)60°C干燥，然后過100目篩。過篩后的粉體用不銹鋼模具5MPa壓制成多孔坯體。多孔坯體埋于同樣配比的硅/氮化硅埋粉內(nèi)，放入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，通入氮?dú)?，?jīng)點(diǎn)火燃燒合成，反應(yīng)時(shí)間為3分鐘，合成后爐內(nèi)自然冷卻；
經(jīng)檢測(cè)得知:本實(shí)施例制得的多孔氮化硅陶瓷材料的氣孔率為59%，抗彎強(qiáng)度為IlOMPa ； 參看圖3，其示出了本實(shí)施例中自蔓延反應(yīng)后多孔氮化硅陶瓷材料的掃描電鏡照片。并自蔓延后微觀形貌為柱狀或棒狀的3相氮化硅。所述3相氮化硅棒晶的長(zhǎng)度為疒20 ym，直徑為0.平均長(zhǎng)徑比約為5 10。實(shí)施例3:
以乙醇為溶劑，氮化硅球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)，以質(zhì)量比70:30:6將硅粉、氮化硅粉與氧化釔在球磨罐中球磨24小時(shí)。將混合均勻的漿料在烘箱內(nèi)60°C干燥，然后過100目篩。過篩后的粉體用不銹鋼模具30MPa壓制成多孔坯體。多孔坯體埋于同樣配比的硅/氮化硅埋粉內(nèi)，放入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，通入氮?dú)?，?jīng)點(diǎn)火燃燒合成，反應(yīng)時(shí)間為5分鐘，合成后爐內(nèi)自然冷卻；經(jīng)檢測(cè)得知:本實(shí)施例制得的多孔氮化硅陶瓷的微觀形貌為柱狀或棒狀的3相氮化硅；所述P相氮化硅棒晶的長(zhǎng)度約為疒20i!m，直徑約為0.5 3 ym，平均長(zhǎng)徑比約為5 10;進(jìn)一步測(cè)試本實(shí)施例制備的多孔氮化硅陶瓷，其氣孔率為45%，抗彎強(qiáng)度為200MPa。實(shí)施例4:
以乙醇為溶劑，氮化硅球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)，以質(zhì)量比70:30:6將硅粉、氮化硅粉與氧化镥在球磨罐中球磨24小時(shí)。將混合均勻的漿料在烘箱內(nèi)60°C干燥，然后過100目篩。過篩后的粉體用不銹鋼模具IOMPa壓制成多孔坯體。多孔坯體埋于同樣配比的硅/氮化硅埋粉內(nèi)，放入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，通入氮?dú)?經(jīng)點(diǎn)火燃燒合成,反應(yīng)時(shí)間為4分鐘，合成后爐內(nèi)自然冷卻；經(jīng)檢測(cè)得知:本實(shí)施例制得的多孔氮化硅陶瓷材料的氣孔率為53%，抗彎強(qiáng)度為150MPa ;圖4為本實(shí)施例中自蔓延反應(yīng)后多孔氮化硅陶瓷材料的掃描電鏡照片。并自蔓延后微觀形貌為柱狀或棒狀的3相氮化硅。所述3相氮化硅棒晶的長(zhǎng)度約為疒20i!m，直徑約為0.5 3iim，平均長(zhǎng)徑比約為5 10。實(shí)施例5:
以乙醇為溶劑，氮化硅球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)，以質(zhì)量比50:50:6將硅粉、氮化硅粉與氧化釹在球磨罐中球磨24小時(shí)。將混合均勻的漿料在烘箱內(nèi)60°C干燥，然后過100目篩。過篩后的粉體用不銹鋼模具IOOMPa壓制成多孔坯體。多孔坯體埋于純硅粉的埋粉內(nèi)，放入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，通入氮?dú)猓?jīng)點(diǎn)火燃燒合成，反應(yīng)時(shí)間為9分鐘，合成后爐內(nèi)自然冷卻；經(jīng)檢測(cè)得知:本實(shí)施例制得的多孔氮化硅陶瓷的微觀形貌為柱狀或棒狀的P相氮化硅；所述@相氮化硅棒晶的長(zhǎng)度約為21()1!!!!,直徑約為0.Slum，平均長(zhǎng)徑比約為3 5 ;進(jìn)一步測(cè)試本實(shí)施例制備的多孔氮化硅陶瓷，其氣孔率為23%，抗彎強(qiáng)度為410MPa。實(shí)施例6:
以乙醇為溶劑，氮化硅球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)，以質(zhì)量比70:30:6將硅粉、氮化硅粉與氧化鉺在球磨罐中球磨24小時(shí)。將混合均勻的漿料在烘箱內(nèi)60°C干燥，然后過200目篩。過篩后的粉體用不銹鋼模具SOMPa壓制成多孔坯體。多孔坯體埋于質(zhì)量比為90:10的硅粉、氮化硅粉埋粉內(nèi)，放入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，通入氮?dú)猓?jīng)點(diǎn)火燃燒合成，反應(yīng)時(shí)間為8分鐘，合成后爐內(nèi)自然冷卻；經(jīng)檢測(cè)得知:本實(shí)施例制得的多孔氮化硅陶瓷的微觀形貌為柱狀或棒狀的3相氮化硅；所述P相氮化硅棒晶的長(zhǎng)度約為flOym，直徑約為0.Slum，平均長(zhǎng)徑比約為3飛；進(jìn)一步測(cè)試本實(shí)施例制備的多孔氮化硅陶瓷，其氣孔率為31%，抗彎強(qiáng)度為350MPa。

實(shí)施例7:
以乙醇為溶劑，氮化硅球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)，以質(zhì)量比50:50:6將硅粉、氮化硅粉與氧化釔在球磨罐中球磨24小時(shí)。將混合均勻的漿料在烘箱內(nèi)60°C干燥，然后過100目篩。過篩后的粉體用不銹鋼模具5MPa壓制成多孔坯體。多孔坯體埋于同樣配比的硅/氮化硅埋粉內(nèi)，放入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，通入氮?dú)?，?jīng)點(diǎn)火燃燒合成，反應(yīng)時(shí)間為3分鐘，合成后爐內(nèi)自然冷卻；
經(jīng)檢測(cè)得知:本實(shí)施例制得的多孔氮化硅陶瓷的微觀形貌為柱狀或棒狀的3相氮化硅；所述P相氮化硅棒晶的長(zhǎng)度約為疒20i!m，直徑約為0.5 3 ym，平均長(zhǎng)徑比約為5 10;進(jìn)一步測(cè)試本實(shí)施例制備的多孔氮化硅陶瓷，其氣孔率為64%，抗彎強(qiáng)度為75MPa。
權(quán)利要求
1.一種多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述多孔氮化硅陶瓷制品中氮化硅的形態(tài)呈柱狀或棒狀的P相氮化硅結(jié)晶形態(tài)；制品總氣孔率為20 65%，抗彎強(qiáng)度為450 50MPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述柱狀或棒狀的@相氮化硅結(jié)晶為P_Si3N4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述P相氮化硅結(jié)晶的長(zhǎng)度為7 20iim，直徑為0.5 3iim，長(zhǎng)徑比為5 10:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何之一所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述多孔氮化硅陶瓷制品是通過將具有一定細(xì)度的硅粉、氮化硅粉、與燒結(jié)助劑的混合物模壓成型為具有一定形狀的成型體，然后將成型體置于自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)經(jīng)氮化處理而制得的具有一定形狀的多孔氮化硅陶瓷制品，其中所述成型體是埋于有助于促進(jìn)成型體進(jìn)行自蔓延反應(yīng)的埋粉內(nèi)并于自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)經(jīng)氮化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何之一所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述成型體中娃粉和氮化娃粉的比例為9 5:1 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述成型體中硅粉和氮化硅粉的比例為7 5:3 5。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述埋粉為純硅粉、或硅粉和氮化硅粉的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述埋粉中硅粉和氮化硅粉的比例具有與所述成型體中硅粉和氮化硅粉相同的比例。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，通過將硅粉、氮化硅粉與燒結(jié)助劑在球磨罐中球磨使其混合均勻并過80-200目篩以獲得具有一定細(xì)度的硅粉、氮化硅粉、與燒結(jié)助劑的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述硅粉的粒徑為I 50 u m、純度為 80 99.99%。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔氮化硅陶瓷制品，其特征在于，所述燒結(jié)助劑為Y203、Yb2O3、Lu2O3、Nd2O3、Er2O3 中的一種或幾種。
12.—種多孔氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于包括:將具有一定細(xì)度的硅粉、氮化硅粉、與燒結(jié)助劑的混合物模壓成型為具有一定形狀的成型體；將成型體埋于有助于促進(jìn)成型體進(jìn)行自蔓延反應(yīng)的埋粉內(nèi)一起置入自蔓延反應(yīng)腔體內(nèi)，經(jīng)氮化處理而制得具有一定形狀的多孔氮化硅陶瓷制品。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法，其特征在于，模壓成型壓力為5-100MPa。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的制備方法，其特征在于，所述氮化處理時(shí)間為I 10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多孔氮化硅陶瓷及其制備方法，所述多孔氮化硅陶瓷制品中氮化硅的形態(tài)呈柱狀或棒狀的β相氮化硅結(jié)晶形態(tài)；制品總氣孔率為20~65%，抗彎強(qiáng)度為450~50MPa。本發(fā)明提供的多孔氮化硅陶瓷制品，其中包括的氮化硅呈現(xiàn)柱狀或棒狀的β相結(jié)晶形態(tài)，可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和韌性。
文檔編號(hào)C04B38/00GK103121854SQ201110366340
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者曾宇平, 姚冬旭 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所