[发明专利]一种氧化锆增强氮化硅陶瓷制备工艺的研究

说明书

一、技术领域

本发明涉及到新材料领域，具体的说，涉及一种氧化锆增强氮化硅陶瓷制备工艺的研究。

二、背景技术

石油、化工、冶金、矿山等行业中的机械设备在工矿恶劣条件下，产品使用寿命短，严重影响企业的正常生产。为了满足工作需要，目前这些行业中的大部分机械设备的主要部件多采用价格昂贵的合金钢材；然而由于工矿十分恶劣，这些昂贵合击钢材的使用并没有真正的解决问题，在复杂工矿条件下使用仍然不能达到理想的要求，同时该系列产品在制作过程中合格率低，以上种种原因导致用户不但难以接受该系列产品的价格，同时对该系列产品的材质急需有质的提高和改善，以达到产品的正常使用。而氧化锆增强氮化硅陶瓷制备工艺简单，成品合格率高，烧成温度低，生产成本低，自润滑性效果好，高温抗氧化性能优异，使用此材料制备出来的产品硬度大、抗弯强度和断裂韧性高，耐磨、耐腐蚀，耐冲刷，使用寿命大大延长，广泛的应用在石油、化工、矿山、火电等行业中。

三、发明内容

本发明的目的是克服现有技术上的不足，提供一种工艺简单、生产制品成本底，产品耐磨、耐腐蚀、耐冲刷、自润滑、使用寿命长的氧化锆增强氮化硅陶瓷制备工艺的研究。

本发明的目的是这样实现的：一种氧化锆增强氮化硅陶瓷制备工艺的研究，其特征在于：其配方为以氮化硅为主，其平均粒径小于1微米，分别加入15--40％钇稳定氧化锆粉，其平均粒径小于0.5微米，5--10％平均粒径小于0.8微米氧化铝粉，1--4％平均粒径小于1微米的滑石粉；把按配方称量的原料放入球磨机球磨混料中，加入1％的分散剂A15，在高纯氮气条件下球磨15--30小时，其中球料比为5∶1--8∶1，球磨介质为氧化锆球，加工好的原料出磨过40目筛，对混合好的原料陈腐60--120小时，保持水分在0.5---1.2％之间；把混合料根据产品的结构在模具中通过200--300兆帕保压5--10分钟等静压成型制成陶瓷毛坯，然后修坯；对经过修坯的陶瓷毛坯进行高温高纯氮气条件下烧结，烧结温度为1600--1800℃，保温4--10小时，升温速度为每小时100度，烧结后随炉冷却；根据尺寸及技术要求对经过高温烧结的氧化锆增强氮化硅陶瓷瓷坯进行精加工，制成氧化锆增强氮化硅陶瓷。

本发明的一种氧化锆增强氮化硅陶瓷制备工艺的研究，以氮化硅为基，加15-40％的钇稳定氧化锆粉，氧化铝粉，滑石粉，把原料放入球磨机中球磨、混料，过筛陈腐一定时间后等静压成型，然后把经过修坯的毛坯在高温高纯氮气条件下烧结成氧化锆增强氮化硅陶瓷瓷坯，根据产品的尺寸及技术要求对陶瓷瓷坯进行精加工。本发明制备工艺简单，烧成温度低，成品合格率高，生产成本低，自润滑效果优异，高温强度高，抗氧化性能好，产品硬度大、抗弯强度和断裂韧性高，耐磨、耐腐蚀，使用寿命大大延长，广泛的应用在石油、化工、矿山、火电等行业中。

四、具体实施方式

下面结合实施实例对本发明作进一步详细说明。

实施例

一种氧化锆增强氮化硅陶瓷制备工艺的研究，其特征在于：氮化硅含量70％，其平均粒径0.85微米，28％钇稳定氧化锆粉，其平均粒径0.45微米，8％平均粒径0.8微米氧化铝粉，2％平均粒径0.75微米的滑石粉；把按配方称量的原料放入球磨机球磨混料中，加入1％的分散剂A15，在高纯氮气条件下球磨22小时，其中球料比为6∶1，球磨介质为氧化锆球，加工好的原料出磨过40目筛，对混合好的原料陈腐120小时，保持水分在1％；把混合料根据产品的结构在模具中通过250兆帕保压10分钟等静压成型制成陶瓷毛坯，然后修坯；对经过修坯的陶瓷毛坯进行高温高纯氮气条件下烧结，烧结温度为1680℃，保温6小时，升温速度为每小时100度，烧结后随炉冷却；根据尺寸及技术要求对经过高温烧结的氧化锆增强氮化硅陶瓷瓷坯进行精加工，制成氧化锆增强氮化硅陶瓷。