[发明专利]一种硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将一定级配的碳化硅粉末、粘结剂和去离子水均匀混合，湿袋密封，置于具有一定弹性的模具中，冷等静压成型并脱模，得到第一碳化硅陶瓷素坯；

S2：对所述第一碳化硅陶瓷素坯进行高温脱脂去除所述粘结剂，之后放入浸渍液中浸渍补充碳源，得到第二碳化硅陶瓷素坯；

S3：对所述第二碳化硅陶瓷素坯进行干燥，之后进行机械加工成预设形状，得到第三碳化硅陶瓷素坯；

S4：对所述第三碳化硅陶瓷素坯在真空环境下渗硅烧结，得到致密的碳化硅烧结体；

S5：清理所述碳化硅烧结体的表面残硅，得到硅/碳化硅复相陶瓷。

2.根据权利要求1所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述碳化硅粉末为双级配，粒径比为2:1，粒径范围为10～50μm，质量占混合体系总质量的50％～70％。

3.根据权利要求1所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、酚醛树脂中的任意一种，质量占混合体系总质量的10％～20％。

4.根据权利要求1所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述碳化硅粉末、粘结剂和去离子水均匀混合的混合时间为4～6h，混合后浆料的含水率为15％～20％；冷等静压成型中压力为100～200MPa，保压时间为3～7min。

5.根据权利要求1所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的脱脂温度为1600～1800℃，脱脂时间为1～3h。

6.根据权利要求1所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中所述浸渍液为预热的含碳前驱体溶液，碳含量为30wt％～50wt％，预热含碳前驱体溶液的温度为40～80℃，浸渍时间为2～10h。

7.根据权利要求6所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述含碳前驱体溶液为酚醛树脂、糠醇、糊精等含碳有机物中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中干燥温度为120～160℃，干燥时间为1～3h，机械加工的精度为±0.1mm。

9.根据权利要求1所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中烧结的初始气压小于20Pa，并在烧结过程中控制真空度低于硅对应温度下的饱和蒸汽压，渗硅方式为液相熔渗，烧结温度为1520～1620℃，烧结时间为1～3h。

10.根据权利要求1所述的硅/碳化硅复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S5采用金刚石磨头对所述碳化硅烧结体的表面残硅进行打磨清理。