[发明专利]一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法

说明书

本发明公开了一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，步骤如下：制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌h和氟硅酸锌组成；称取碳化硅和烧结助剂，球磨混合获，然后进行负压蒸干后，粉碎，过筛，并模压成型，获得坯体；将坯体送入气氛烧结炉中，升温至460‑470℃，保温2‑3h，然后向气氛烧结炉内通入空气，升温至1800‑1940℃，保温2‑3h，随炉冷却后，即可。本发明制备的碳化硅陶瓷材料致密度良好，且具有良好的抗弯强度，烧结温度低，降低了制造过程中的能耗，能够满足市场需求，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法。

背景技术

随着科学技术的发展，特别是能源、空间技术、汽车工业等的发展，对材料的要求越来越苛刻，迫切需要开发一种新型的高性能结构材料。碳化硅陶瓷具有优良的高温力学性能，而且热膨胀系数小、热导率大、硬度高，具有一定的耐化学腐蚀性和抗氧化性强，因此被广泛应用于精密轴承、密封件、气轮机转子、喷嘴热交换器部件及原子热反应堆材料等。碳化硅是共价键化合物，碳和硅原子在烧结时的扩散速率非常低，很难用离子键结合材料常用的烧结方式进行烧结。纯SiC粉虽然可以通过热压达到致密，但需要超过2000℃的温度。较高的烧结温度造成碳化硅陶瓷材料在生产过程中的能耗较高，影响碳化硅陶瓷材料的成本，因此，如何降低烧成温度，并尽可能保持碳化硅陶瓷的优良性能，是碳化硅陶瓷领域研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，本发明制备的碳化硅陶瓷材料致密度良好，且具有良好的抗弯强度，烧结温度低，降低了制造过程中的能耗，符合节能环保的要求，能够满足市场需求，有利于拓展碳化硅陶瓷的应用范围，具有广阔的市场前景。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，包括步骤如下：

1)制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉和氟硅酸锌组成；

2)称取碳化硅和烧结助剂，投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合4-6h，获得混合物A；

3)将混合物A进行负压蒸发处理，以回收乙醇，蒸干后，粉碎，过筛，获得混合物B；

4)将混合物B模压成型，获得坯体；

5)将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，以90-100℃/h的升温速度升温至460-470℃，保温2-3h，然后向气氛烧结炉内通入空气，再以350-380℃/h的升温速度，升温1800-1940℃，保温2-3h，随炉冷却后，即可。

进一步的，所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉40-45份、氟硅酸锌4-7份。

进一步的，所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉43份、氟硅酸锌5.5份。

进一步的，步骤2)中，所述烧结助剂的加入量为碳化硅重量的16-17％。

进一步的，步骤2)中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50％。

本发明的有益效果是：本发明制备的碳化硅陶瓷材料致密度良好，且具有良好的抗弯强度，烧结温度低，降低了制造过程中的能耗，符合节能环保的要求，能够满足市场需求，有利于拓展碳化硅陶瓷的应用范围，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

根据本发明的实施例，提供了一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法。

根据本发明实施例的高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，包括包括步骤如下：