[发明专利]一种制备梯度多孔氮化硅陶瓷材料的方法

权利要求书

1.一种制备梯度多孔氮化硅陶瓷材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

1）将氮化硅粉体、烧结助剂、粘结剂与水混合球磨，得到水基浆料；

2）将步骤1）制备的水基浆料在50-90kPa的真空度下发泡并同时进行冷冻冻结，然后进行冷冻干燥，从而得到梯度多孔氮化硅陶瓷素坯；

3）将步骤2）制备的梯度多孔氮化硅陶瓷素坯脱粘结剂、烧结得到梯度多孔氮化硅陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，烧结助剂为Y₂O₃、Al₂O₃、Yb₂O₃、Lu₂O₃、Sm₂O₃、SiO₂、Nd₂O₃、Eu₂O₃中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1）中，氮化硅、烧结助剂、粘结剂与水之间的比例为（10～250）：（0.2～25）：（0.05～10）：100。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，步骤1）中，所述粘结剂为水溶性粘结剂，包括聚乙烯醇、聚乙二醇、水溶性异丁烯类聚合物。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，步骤2）中，所述冷冻冻结的温度为-70～-10℃，时间为1～48小时。

6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，步骤2）中，所述冷冻干燥的真空度为1-100Pa，干燥温度为0-80℃，干燥时间为24-48小时。

7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，步骤3）中，脱粘结剂是在空气条件下，以0.2-2℃/分钟的升温速率升温至400-800℃，保温0.5-5小时。

8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于，步骤3）中，烧结是在氮气条件下，以1～10℃/分钟升至1500～1950℃，保温1～12小时，氮气的压力为0.1-5 MPa。

9.根据权利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于，通过调节步骤2）中的所述真空度来控制所得梯度多孔氮化硅陶瓷材料的气孔率。

10.根据权利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于，所得梯度多孔氮化硅陶瓷材料的气孔率为72～95%，孔径分布为0.1～300μm。