[发明专利]非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料及其制备方法

权利要求书

1.非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料，其特征在于非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料按照Si:C:B摩尔比为2:3:1的比例由纯度为99%~99.9%的硅粉、纯度为99%~99.9%的石墨和纯度为99%~99.9%的六方氮化硼制成，其中硅粉、石墨和六方氮化硼粒径均为1~20μm。

2.如权利要求1所述的非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法按照以下步骤进行：一、按照Si:C:B摩尔比为2:3:1的比例称取纯度为99%~99.9%的硅粉、纯度为99%~99.9%的石墨和纯度为99%~99.9%的六方氮化硼，其中硅粉、石墨和六方氮化硼粒径均为1~20μm；二、将步骤一称取的原料放入到球磨机中在氩气保护下进行球磨，球料质量比为5~100:1，磨球直径为3~10mm，球磨时间为1~50小时，即得到非晶态包裹纳米晶的复合粉末；三、步骤二得到的非晶态包裹纳米晶的复合粉末进行放电等离子烧结或热压烧结，即得到了非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料。

3.根据权利要求2所述的非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中球料质量比为10~90:1，磨球直径为5~8mm，球磨时间为15~35小时。

4.根据权利要求2或3所述的非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中放电等离子烧结的烧结条件为：烧结温度为1400~2000℃，压力为5~50MPa，烧结气氛为真空或氮气，烧结保温时间为1~20分钟。

5.根据权利要求2或3所述的非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中热压烧结的烧结条件为：烧结温度为1400~2000℃，压力为5~50MPa，烧结气氛为真空或氮气，烧结保温时间为10~60分钟。

6.如权利要求1所述的非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法按照以下步骤进行：一、按照Si:C:B摩尔比为2:3:1的比例称取纯度为99%~99.9%的硅粉、纯度为99%~99.9%的石墨和纯度为99%~99.9%的六方氮化硼，其中硅粉、石墨和六方氮化硼粒径均为1~20μm；二、将步骤一称取的全部硅粉和2/3的石墨混合后在氩气保护下进行球磨得到混合物，球料质量比为5~100:1，磨球直径为3~10mm，球磨时间为1~20小时，步骤一称取的六方氮化硼和剩余1/3的石墨加入到混合物中进行球磨，球料质量比为5~100:1，磨球直径为3~10mm，球磨时间为1~30小时，即得到非晶态包裹纳米晶的复合粉末；三、步骤二得到的非晶态包裹纳米晶的复合粉末进行放电等离子烧结或热压烧结，即得到了非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料。

7.根据权利要求6所述的非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中球料质量比为10~90:1，磨球直径为5~8mm，球磨时间为15~35小时。

8.根据权利要求6或7所述的非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中放电等离子烧结的烧结条件为：烧结温度为1400~2000℃，压力为5~50MPa，烧结气氛为真空或氮气，烧结保温时间为1~20分钟。

9.根据权利要求6或7所述的非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中热压烧结的烧结条件为：烧结温度为1400~2000℃，压力为5~50MPa，烧结气氛为真空或氮气，烧结保温时间为10~60分钟。