[发明专利]一种反应烧结SiC陶瓷疏松芯部的致密化方法

说明书

本发明提供了一种反应烧结SiC陶瓷疏松芯部的致密化方法，包括以下步骤：将反应烧结SiC陶瓷的侧面进行表面处理；将表面处理后的SiC陶瓷置于平铺的Si粉中掩埋，之后置于真空环境中升温，使Si直接浸渗到所述表面处理后的SiC陶瓷的疏松芯部中缺陷位置处，保温一段时间后降温，去除残余的Si，得到致密化的SiC陶瓷。本发明的反应烧结SiC陶瓷疏松芯部的致密化方法，通过直接对疏松芯部的缺陷位置处浸渗Si，并保留足够的二次浸渗Si与原有Si的反应时间，更好更快地得到致密且均匀的SiC陶瓷，提高了反应烧结SiC陶瓷的利用率，避免了重复制备工序，操作容易，过程简单，显著提高了反应烧结SiC陶瓷疏松芯部的致密化处理效率。

技术领域

本发明涉及反应烧结SiC陶瓷技术领域，具体涉及一种反应烧结SiC陶瓷疏松芯部的致密化方法。

背景技术

反应烧结SiC陶瓷由于具有反应速度快、成本低廉、烧结前后部件尺寸不变，能制成形状复杂的制品等优点在工业上得到了广泛的应用。在反应烧结制备SiC陶瓷的过程中，当温度达到Si的熔点时，液态Si在毛细管力的作用下渗入陶瓷素坯中，与坯体中的C反应生成二次SiC，剩余的孔隙由残余的Si填充，形成致密的Si/SiC复相陶瓷。

研究表明，烧结时随着温度的增高，热流由表层向芯部扩散，这便使得表层和芯部产生一温度梯度，熔融Si将优先填充坯体表层区域。若此时温度控制不当或升降温速率过快，会导致Si在表层的聚集，尤其在Si量不足的情况下会使烧结后SiC陶瓷的芯部出现疏松缺陷。疏松的存在对于陶瓷的性能是极为不利的，芯部孔隙不但使材料的强度急剧下降，也使其功能性大打折扣。对于复杂结构陶瓷而言，重复制备工艺复杂且耗时耗力，造成了极大的浪费。若能对有芯部疏松缺陷的SiC陶瓷进行有效地致密化，则可显著提高材料的利用率。

申请号为CN201811538985.8的中国专利提到一种先利用包裹碳质材料除去Si再通过反应烧结浸渗Si使SiC材料致密化的方法，该方法没有针对反应烧结SiC陶瓷芯部疏松的特点，且额外的高温除Si提高了工艺成本，以及包裹碳质材料反应生成的SiC如何清理也成为问题。对于高精度、结构复杂的陶瓷而言，其可行性不高。

因此，如何致密化高精度复杂形状的SiC陶瓷、如何更好更快地对反应烧结SiC陶瓷的疏松芯部有效致密化变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种反应烧结SiC陶瓷疏松芯部的致密化方法，通过直接对疏松芯部的缺陷位置处浸渗Si，并保留足够的二次浸渗Si与原有Si的反应时间，更好更快地得到致密且均匀的SiC陶瓷，提高了反应烧结SiC陶瓷的利用率，避免了重复制备工序，操作容易，过程简单，显著提高了反应烧结SiC陶瓷疏松芯部的致密化处理效率。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种反应烧结SiC陶瓷疏松芯部的致密化方法，包括以下步骤：

S1：将反应烧结SiC陶瓷的侧面进行表面处理；

S2：将表面处理后的SiC陶瓷置于平铺的Si粉中掩埋，之后置于真空环境中升温，使Si直接浸渗到所述表面处理后的SiC陶瓷的疏松芯部中缺陷位置处，保温一段时间后降温，去除残余的Si，得到致密化的SiC陶瓷。

进一步地，所述步骤S1中的所述表面处理为打磨，打磨后的SiC陶瓷的侧面平整光滑，打磨精度为±0.1mm。

进一步地，所述步骤S2中所述平铺的Si粉为足量，使所述表面处理后的SiC陶瓷能整体没入其中。

进一步地，所述步骤S2中采用烧结炉进行温度控制，所述烧结炉的内部调节为真空环境。