[发明专利]一种高致密碳化硅陶瓷球及其制备方法

权利要求书

1.一种高致密碳化硅陶瓷球，其特征在于，以重量百分比计，它是由以下原料经混料、喷雾造粒、制种、成球、烧结步骤而制成：

主料：碳化硅细粉85 %～95%、高残碳酚醛树脂4%～10%、烧结助剂1%～5%，所述烧结助剂为B、C、B₄C、Al₂O₃和Y₂O₃中的至少一种；

辅料：粘结剂、分散剂，其用量依次为主料重量的1%～10%、0.5%～3%，所述粘结剂为聚乙烯醇、糊精和羧甲基纤维素中的至少一种；所述分散剂为聚乙二醇、四甲基氢氧化铵、磷铝酸盐、聚丙烯酸中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的高致密碳化硅陶瓷球，其特征在于，所述碳化硅细粉为a相，中值粒径为0.5um，纯度大于98%。

3.权利要求1所述高致密碳化硅陶瓷球的制备方法，包括以下步骤：

（1）混料：以85%～95%的碳化硅细粉，4%～10%的高残碳酚醛树脂和1%～5%的烧结助剂为主要组成原料，加入去离子水，再依次加入粘结剂和分散剂，以球磨混合12～24小时后，经80～200目筛网过滤后得到均匀料浆，且使其固含量达到50%～70%，上述粘结剂、分散剂的重量分别为主原料的1%～10%、0.5%～3%；

（2）喷雾造粒：对上述料浆进行干燥，过100～200目筛，得碳化硅的复合造粒粉；

（3）制种：取所述复合造粒粉压制成碳化硅陶瓷素坯，对其破碎后过40～100目筛即得成球用的种子；

（4）成球：将种子放入成球机中，开启成球机，调整成球机转速和角度，连续向机内喷水和加入造粒粉，循环滚动，重复此操作过程，直至陶瓷球长到所需尺寸为止；

（5）烧结：将碳化硅陶瓷球坯放入真空烧结炉中，抽真空后升温烧结，氩气保护，升温速率为3～30^oC/min，升温至1820～2280℃，再保温120～240分钟，自然降温后即得高致密碳化硅陶瓷球。

4.根据权利要求3所述的高致密碳化硅陶瓷球的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，以喷雾干燥机对所得料浆进行干燥，设定热风进口温度为160～300℃，出口温度为60～200℃，料浆流量为10～100㎏/h，雾化器调速10～30Hz。

5.根据权利要求3所述的高致密碳化硅陶瓷球的制备方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，成球机转速和角度与球的尺寸成正比，转速20～50r/min，角度10～80°。

6.根据权利要求3所述的高致密碳化硅陶瓷球的制备方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，所述碳化硅陶瓷素坯是经200T四柱压机下压制而成。

7.根据权利要求3所述的高致密碳化硅陶瓷球的制备方法，其特征在于，所述碳化硅细粉为a相，中值粒径为0.5um，纯度大于98%。