[发明专利]氮化硅材料及其制备方法和氮化硅发热器件及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅材料，其特征在于，所述氮化硅材料由以下重量百分比的各原料组成：氮化硅粉78%～98%、三氧化二铝0.2%～9%、三氧化二钇0.2%～9%和碳化钨0.05%～5%。

2.根据权利要求1所述的氮化硅材料，其特征在于，所述氮化硅粉的平均粒径为0.1～6μm，所述三氧化二铝的平均粒径为＜6μm，所述三氧化二钇的平均粒径为＜8μm。

3.根据权利要求1所述的氮化硅材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）．按以下重量百分比称取各原料：氮化硅粉78%～98%、三氧化二铝0.2%～9%、三氧化二钇0.2%～9%和碳化钨0.05%～5%，置入容器中，加研磨剂和研磨介质，放入球磨机中球磨搅拌8～40小时；

2）将球磨好的料浆过30目筛，然后置入烘箱，于温度50～120℃，干燥4～20小时，得到粉料后，将粉料装入球形橡胶模具中在压力30MPa～120MPa下冷等静压造粒，粉碎，再过筛，即得氮化硅材料。

4.根据权利要求3所述的氮化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中，料浆干燥8～12小时，得到粉料后，将粉料装入球形橡胶模具中在压力80MPa冷等静压造粒，干燥后得到平均粒径为80～120μm的粉料。

5.一种氮化硅发热器件，所述发热器件包括电阻发热体和基体，其特征在于，所述电阻发热体排列在基体表面或内部，所述基体为氮化硅材料基体，所述电阻发热体为钨丝、钼丝或导电体的浆液发热体，所述氮化硅材料基体由权利要求1或2任一项所述的氮化硅材料制成。

6.根据权利要求5所述的氮化硅发热器件，其特征在于，所述导电体的浆液发热体包括:导电介质、环氧树脂、酒精和纤维素增稠剂，所述导电介质为金属颗粒、碳化钨或硅化钼。

7.根据权利要求6所述的氮化硅发热器件，其特征在于，所述金属颗粒为金、银、铂、钯、铅、钨、钼或镍的颗粒，所述金属颗粒的平均粒径为0.1～100μm。

8.一种氮化硅发热器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A．将氮化硅材料放入预制好的模具中作为基体，再将电阻发热体按预制的形状和位置置入，于压力60～200MPa下，干压或冷等静压压制成型，得到生坯；

B．将得到的生坯经车床或磨床加工成预制的形状，放入炉内进行气氛压力烧结，即得发热器件。

9.根据权利要求8所述的氮化硅发热器件的制备方法，其特征在于，所述步骤1）为将导电浆液按预制的形状布料到基体上，所述基体上层压氧化物，进行煅烧，得到金属颗粒烧结在上面而成的生坯。

10.根据权利要求8所述的氮化硅发热器件的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中烧结的具体过程为：在2小时之内将温度升至1000～1100℃，再将压力加至0.1～0.3MPa，继续升温到1300℃，升温过程中继续加压到0.7～1MPa，恒温保压0.5～1小时，然后将温度升至1500～1640℃同时继续加压到2～3MPa，保温保压1小时，继续升温到1750℃，保温保压1小时，再升温至1800～1850℃，压力达到5～6MPa，保温2小时，然后停止加温，卸压在8小时后温度降至140℃，自然冷却至室温，得到成品。