[发明专利]一种新型热喷涂氮化硅粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型热喷涂氮化硅粉体的制备方法，属于无机材料的制备技术领域，该制备方法包括以下步骤：1、将氮化硅初品加入到去离子水中，高速搅拌，悬浮液浓度控制在350～750g/L，加入无机碱控制悬浮液pH值至9.0～11.0，得悬浮液A；2、将悬浮液A加至75～95℃，持续、剧烈搅拌下加入原硅酸和无机碱，控制悬浮液pH值至8.0～11.0，老化5～15h，得悬浮液B；3、加纯水调节悬浮液B温度至45～75℃，加入无机酸和偏铝酸钠，或加入无机酸、偏铝酸钠、硫酸铝和无机碱，控制终点pH值至6.0～10.0，老化5～10h，包覆完成。本发明提供了一种可用等离子喷涂用的环境友好、不产生六价铬，耐腐蚀、抗磨损、高硬度的氮化硅基陶瓷粉末。

技术领域

本发明属于无机材料的制备技术领域，更具体地说，尤其涉及一种新型热喷涂氮化硅粉体的制备方法。

背景技术

氮化硅是一种无机物，化学式为Si3N4。它是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。

在等离子喷涂制备氮化硅的涂层的时候，由于焰流温度很高，最高可达20000K，而氮化硅在温度高于1400℃时会与空气中的氧反应而分解难以沉积涂层。

目前市场未见能可直接用于等离子喷涂涂层用的氮化硅粉体。

本发明的目的是提供一种可用等离子喷涂用的，耐腐蚀、抗磨损、高硬度的氮化硅基陶瓷粉末。

发明内容

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了包覆型氮化硅喷涂粉体的制备方法，该方法包括以下步骤：包括以下步骤：

S1、将氮化硅粉末分散到去离子水中，持续搅拌形成氮化硅悬浮液，控制悬浮液浓度以氮化硅计为350～750g/L，加入无机碱控制悬浮液pH值至9.0～11.0，得悬浮液A；

S2、将悬浮液A加至75～95℃，持续、剧烈搅拌下加入原硅酸和无机碱，控制悬浮液pH值至8.0～11.0，老化5～15h，得悬浮液B；

S3、加纯水调节悬浮液B温度至45～75℃，加入无机酸和偏铝酸钠，或加入无机酸、偏铝酸钠、硫酸铝和无机碱，控制终点pH值至6.0～10.0，老化5～10h，包覆完成。

优选的，所述S2中，将悬浮液加热至80～90℃；所述原硅酸的加入量以SiO2计为氮化硅重量的1.5～3.5％；所述无机碱的加入量为控制悬浮液pH值至8.0～11.0；加入原硅酸和无机碱的总时间为2～4h。

优选的，所述S3中，调节悬浮液B温度至65～75℃；加料和调节pH的总时间为1～2h。

优选的，所述S3中，当加入无机酸和偏铝酸钠时，偏铝酸钠的加入量以Al2O3为原料氮化硅重量的1～3％，无机酸的加入量为控制浆料pH值至6.0～10.0。

优选的，所述S3中，当加入无机酸、偏铝酸钠、硫酸铝和无机碱时，加料步骤为加入无机酸，控制pH至2.5～3.5，再加入偏铝酸钠，控制pH至9.5～10.5，然后加入硫酸铝，控制pH至4.5～5.5，最好加入无机碱，控制终点pH至6.0～10.0。

优选的，所述S3中，偏铝酸钠和硫酸铝的总加入量以Al2O3为氮化硅初品中氮化硅重量的1～3％。

优选的，所述S3中，所述无机酸为硫酸、盐酸中的至少一种；优选质量浓度为5～10％的盐酸。

优选的，所述S3中，所述偏铝酸钠的浓度为100～300g/L的低碱度偏铝酸钠。