[发明专利]一种批量生产氮化硅陶瓷的凝胶注模成型工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种批量生产氮化硅陶瓷的凝胶注模成型工艺。 

背景技术：

氮化硅陶瓷是一种以α或β为主晶相的特种陶瓷材料，它具有一系列优良的性质，如高强度、高韧度、高导热、抗高温蠕变性能优良、耐磨性好和良好的自润滑能力。在用于制造高温叶片、高温阀、高温喷嘴、轴承、切削工具上有独到的优势。 

传统的制备氮化硅陶瓷的方法包括：先进行干压、热压铸或静压成型，再脱脂，最后在1600℃-1900℃进行无压烧结或加压烧结，烧结气氛一般为氮气气氛，以避免在此烧结温度范围内氮化硅分解气化。 

由于氮化硅陶瓷的硬度大，机加工困难，难以用于制备复杂零部件，采用上述传统方法制备出的零部件因为毛刺较多，抛光困难导致表面粗糙度高，加之成型密度的梯度分布不均匀易变形，并且坯体强度低，易于损坏，难以拓展到精密部件上使用。 

为满足复杂零部件表面粗糙度的要求，通常对陶瓷表面进行处理，处理方法包括机械抛光，但是上述处理操作复杂，并且该处理会导致生产成本的增加，残次品率也会升高。 

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种操作方便，能降低氮化硅陶瓷表面粗糙度和解决成型密度的梯度分布不均匀易变形的制备方法。 

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 

1、一种批量生产氮化硅陶瓷的凝胶注模成型工艺，其特征在于该工艺包含：溶剂，有机单体，交联剂，分散剂，氮化硅粉体，氨水，催 化剂，引发剂。 

所述溶剂为去离子水，所述有机单体为羟甲基丙烯酰胺，用量为2.5％-10％，所述交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，所述分散剂为聚丙烯酰胺和聚乙二醇，用量分别为0.5％-1.5％和1％-1.5％，所述催化剂为四甲基乙二胺，所述引发剂为过硫酸铵，用量为0.1％-0.3％。 

该工艺包括以下步骤： 

(a)按一定比例称取所述有机单体、交联剂、分散剂和去离子水，混合，磁力搅拌均匀，调节pH值，制成预混液； 

(b)将氮化硅粉体和预混液加入到球磨罐中，加120V电压，球磨一定时间； 

(c)搅拌并真空排气制成浆料； 

(d)取少量引发剂溶于被稀释的少量催化剂溶液中，滴入1-2滴氨水，调节pH至碱性； 

(e)在浆料搅拌过程中逐滴加入，搅拌至混合均匀； 

(f)把浆料注入模具中，在引发剂的作用下浆料凝胶化形成坯体，取模； 

(g)取模后的湿坯通过适宜的干燥方法排除水分； 

(h)烧结制成氮化硅陶瓷。 

本发明相对于现有技术具有如下优点： 

1、密度显著增加，表面粗糙度降低。 

2、坯体中成型密度的梯度分布均匀不易变形，并且坯体强度高，不易损坏。 

具体实施方式：

本发明现将通过下列实施例得以更详细地描述。以下实施例仅提供作为解释用途，而不意在限制本发明。 

本发明的配方包含：溶剂，有机单体，交联剂，分散剂，氮化硅粉体，氨水，催化剂，引发剂。 

所述溶剂为去离子水，所述有机单体为羟甲基丙烯酰胺，用量为2.5 ％-10％，所述交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，所述分散剂为聚丙烯酰胺和聚乙二醇，用量分别为0.5％-1.5％和1％-1.5％，所述催化剂为四甲基乙二胺，所述引发剂为过硫酸铵，用量为0.1％-0.3％。 

该工艺包括以下步骤： 

(a)按一定比例称取所述有机单体、交联剂、分散剂和去离子水，混合，磁力搅拌均匀，调节pH值，制成预混液； 

(b)将氮化硅粉体和预混液加入到球磨罐中，加120V电压，球磨一定时间； 

(c)搅拌并真空排气制成浆料； 

(d)取少量引发剂溶于被稀释的少量催化剂溶液中，滴入1-2滴氨水，调节pH至碱性； 

(e)在浆料搅拌过程中逐滴加入，搅拌至混合均匀； 

(f)把浆料注入模具中，在引发剂的作用下浆料凝胶化形成坯体，取模； 

(g)取模后的湿坯通过适宜的干燥方法排除水分； 

(h)烧结制成氮化硅陶瓷。