【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及碳化硅陶瓷，尤其指一種碳化硅陶瓷的制備方法及碳化硅陶瓷的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、碳化硅陶瓷具有高硬度和高強(qiáng)度，可用于制造機(jī)械密封件、軸承、滾珠、切削刀具等耐磨機(jī)械零件，能在高磨損、高摩擦的惡劣工況下長時(shí)間穩(wěn)定工作，減少設(shè)備的維護(hù)和更換頻率。例如，在造紙、礦山、水泥等行業(yè)的機(jī)械設(shè)備中，碳化硅陶瓷制成的耐磨部件可有效提高設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率。其良好的強(qiáng)度和剛度使它適用于制造對材料力學(xué)性能要求較高的結(jié)構(gòu)件，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件、航空航天領(lǐng)域的某些結(jié)構(gòu)件等，能夠在減輕重量的同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。高導(dǎo)熱系數(shù)使其在熱交換器領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，能夠快速傳遞熱量，提高熱交換效率。例如，在化工、冶金等行業(yè)的余熱回收系統(tǒng)中，碳化硅陶瓷熱交換器可以有效地將廢熱轉(zhuǎn)化為可用的熱能，降低能源浪費(fèi)。還可作為電子封裝材料，用于封裝集成電路、芯片等電子元件，能夠?yàn)殡娮釉峁┝己玫谋Ｗo(hù)和散
2、現(xiàn)有技術(shù)中碳化硅陶瓷常采用熱壓燒結(jié)、無壓燒結(jié)法、化學(xué)氣相沉積法等方法來制備。不同的生產(chǎn)方法和工藝參數(shù)對碳化硅陶瓷的性能影響較大，生產(chǎn)過程中的微小變化可能導(dǎo)致產(chǎn)品性能的不穩(wěn)定。例如，燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、添加劑的種類和用量等因素都會(huì)影響碳化硅陶瓷的密度、氣孔率、強(qiáng)度等性能，因此需要嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)，以保證產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性?；瘜W(xué)氣相沉積法，需要使用大量的有毒氣體和化學(xué)試劑，生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水等污染物，對環(huán)境影響較大，無法生產(chǎn)大片陶瓷，而且成本很高。以上方法對于碳化硅陶瓷的精密成型影響較大。
技術(shù)實(shí)
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)公開了一種生產(chǎn)過程中克服化學(xué)氣相沉積法中無法生產(chǎn)大片陶瓷、生產(chǎn)過程中不需要使用有毒氣體及有毒的化學(xué)試劑、制備出的碳化硅陶瓷精密性較高且制備出的碳化硅陶瓷穩(wěn)定性較好的一種碳化硅陶瓷的制備方法及碳化硅陶瓷的應(yīng)用。
2、本專利技術(shù)公開了一種碳化硅陶瓷的制備方法，其包括：s1：按重量份計(jì)稱取：70-90％的碳化硅、5-15％的粘合劑，2-5％的重結(jié)晶助劑，0.5-1％的脫氧劑和5-10％的填充劑，s2：將各原料進(jìn)行球磨處理得到混合料，s3：將混合料注塑成片狀料，s4：將片狀料進(jìn)行壓制處理得到生坯，s5：將生坯在惰性氣氛下進(jìn)行升溫、保溫及燒結(jié)處理，最終得到碳化硅陶瓷。
3、進(jìn)一步地，粘合劑選自聚酯多元醇、聚乙二醇、氧化聚乙烯或聚丙烯中的一種或者兩種混合，填充劑選自滑石、鉀長石或鈉長石中的至少一種，脫氧劑選自鋁粉、銅粉、鐵粉或鎂粉中的至少一種，重結(jié)晶助劑選自二氧化硅、氧化鋅或二氧化鈦中的至少一種。
4、進(jìn)一步地，碳化硅的粒徑大小為5-55μm，填充劑的粒徑大小為5-40μm，重結(jié)晶助劑的粒徑大小為5-15μm。
5、進(jìn)一步地，s2中的球磨處理采用球磨機(jī)，設(shè)置球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為150-220r/min，球磨時(shí)間為20-40h，s3中使用注塑機(jī)將混合料注塑成片狀料，s4中將片狀料通過液壓機(jī)進(jìn)行壓制處理，設(shè)置液壓機(jī)的壓力為100-1000t。
6、進(jìn)一步地，s5中將生坯在在氮?dú)鈿夥障乱?-12℃/h的升溫速度升溫至180-220℃，以80-120℃/h的升溫速度升溫至400-1000℃，以3-15℃/h的升溫速度升溫至1200-2200℃，并保溫?zé)Y(jié)3-7h，得到碳化硅陶瓷。
7、進(jìn)一步地，s5中將生坯在在氮?dú)鈿夥障乱?-12℃/h的升溫速度升溫至180-220℃，以80-120℃/h的升溫速度升溫至750-850℃，以3-15℃/h的升溫速度升溫至1400-1600℃，并保溫?zé)Y(jié)3-7h，得到碳化硅陶瓷。
8、進(jìn)一步地，s3將混合料注塑成片狀料之前還包括預(yù)熱步驟，預(yù)熱溫度為50-100℃，預(yù)熱時(shí)間為10-30min。
9、本專利技術(shù)公開了一種碳化硅陶瓷的應(yīng)用，使用如上述中任意所述碳化硅陶瓷的制備方法制備出的碳化硅陶瓷，其特征在于，包括：碳化硅陶瓷在機(jī)械工程、航空航天、汽車制造、化工、冶金、電子封裝及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
10、本專利技術(shù)的有益效果：
11、本專利技術(shù)借鑒高分子材料注塑能形成精密器件的過程，再通過施壓緊密化，高溫下重結(jié)晶獲得良好的碳化硅陶瓷基板。因?yàn)楦叻肿诱澈蟿┑募尤胍约白⑺苓^程，避免了熱壓燒結(jié)、無壓燒結(jié)法中的過程控制不精密、容易導(dǎo)致隱裂等問題。也克服了化學(xué)氣相沉積法中無法生產(chǎn)大片陶瓷、有害環(huán)境、成本奇高的問題。所制備的陶瓷片可以用于水處理、散熱片的后續(xù)制備，以及各種結(jié)構(gòu)件等。
12、本申請?jiān)谠现屑尤脒m量的重結(jié)晶助劑和脫氧劑，可以有效促進(jìn)碳化硅晶粒的生長，避免氣孔和缺陷的形成，從而提高材料的力學(xué)性能和使用壽命。本申請通過球磨處理使得各種原材料能夠均勻地混合在一起，確保了最終產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)更加均勻，而壓制過程進(jìn)一步提高生坯的密度，能夠改善后續(xù)燒結(jié)過程中材料的致密化程度，在惰性氣氛下進(jìn)行升溫、保溫及燒結(jié)處理，可以有效防止碳化硅在高溫下的氧化，并且可以更好地控制燒結(jié)過程中材料的相變和微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展，從而保證了最終制備的碳化硅陶瓷質(zhì)量。
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1.一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
8.一種碳化硅陶瓷的應(yīng)用，使用如權(quán)利要求1-7中任意所述碳化硅陶瓷的制備方法制備出的碳化硅陶瓷，其特征在于，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：區(qū)升舉，葛春，
申請(專利權(quán))人：杭州飛秒檢測技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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