[发明专利]原位形成β-Sialon结合刚玉预制件及制备方法

权利要求书

1.一种原位形成β-Sialon结合刚玉预制件，其特征在于：所述预制件以单质硅粉、刚玉颗粒及细粉为原料，以水合氧化铝和活性氧化铝微粉、二氧化硅微粉为结合剂，添加采用溶胶-凝胶工艺处理后的金属铝粉，加水振动浇注成型，经脱模养护和干燥后，在氮气气氛下采用反应烧结而成；它包括重量份数为70-80份刚玉颗粒及细粉、3-12份的氧化铝微粉、0-5份的二氧化硅微粉、0.5-5份的水合氧化铝、3-15份的单质硅粉、0.3-2份表面处理后的金属铝粉，以及上述原料重量百分比之和的0.05-0.30份作为分散剂的有机减水剂。

2.根据权利要求1所述的原位形成β-Sialon结合刚玉预制件，其特征在于：所述刚玉颗粒及细粉选自电熔棕刚玉颗粒和/或电熔高铝刚玉颗粒、电熔白刚玉和/或板状刚玉颗粒和细粉；所述颗粒料包括粒径为10-1mm粗颗粒和粒径为1-0.08mm中颗粒；所述细粉料的粒径小于0.088mm；其中：粗颗粒的重量百分比为40-60%，中颗粒的重量百分比为10-25%，细粉的重量百分比为5-20%。

3.根据权利要求1所述的原位形成β-Sialon结合刚玉预制件，其特征在于：所述单质硅粉的纯度重量比为：Si>98.5%。

4.根据权利要求1所述的原位形成β-Sialon结合刚玉预制件，其特征在于：所述的表面处理后的金属铝粉纯度重量比为：Al>98.5%。

5.根据权利要求1所述的原位形成β-Sialon结合刚玉预制件，其特征在于：所述作为分散剂的有机减水剂为聚乙二醇类、聚羧基醚酯类或聚丙烯酸类中的任意一种。

6.一种适用于权利要求书1所述预制件的制备方法，其特征在于：所述制备方法采用下述步骤来实现：

a、按重量百分比取刚玉颗粒及细粉、氧化铝微粉、二氧化硅微粉、水合氧化铝、单质硅粉、表面处理后的金属铝粉、作为分散剂的有机减水剂搅拌均匀后，再加入上述原料重量百分比之和的4-5.5%的水搅拌均匀后，采用振动浇注的方法浇注成型；

b、将浇注成型后的预制件置于20-40℃的环境中养护12-24h后脱模，在300℃的条件下干燥12h；

c、将b步骤所得到的预制件置于氮化炉中进行加热氮化，在纯度不低于99.9%的流动氮气气氛下加热，以60-200℃/小时的速率升温至950℃~1050℃，保温1-4小时；以30-120℃/小时的速率升温至1250℃~1280℃，保温1-6小时；以10-100℃/小时的速率继续升温至1330-1360℃，保温3-10小时；最后以20-150℃/小时的速率升温至1400-1550℃，保温3-12小时；冷却至800℃时关闭氮气，继续冷却至室温后，即得到β-Sialon结合刚玉预制件，预制件中生成的β-Sialon的重量份数为5-30%。