[发明专利]一种氮化硅光纤结构件的制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种氮化硅光纤结构件的制备方法。本发明提供了一种氮化硅光纤结构件的制备方法，包括以下步骤：将二氧化钛和烧结助剂进行预混合，加入乙醇和氮化硅后进行球磨，得到料浆；将所述料浆依次进行喷雾造粒、压制和烧结，得到所述氮化硅光纤结构件；所述氮化硅光纤结构件为圆环状，单边厚度4mm，直径250mm；所述烧结助剂包括氧化铝和氧化钇。利用所述制备方法制备得到的氮化硅光纤结构件不易变性、不易开裂，且所述制备方法的成品率高，可以实现批量稳定化的生产。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种氮化硅光纤结构件的制备方法。

背景技术

氮化硅陶瓷作为工程陶瓷材料，具有重量轻、强度大、耐腐蚀、低膨胀、抗氧化、抗热震和自润滑等特性，使得其在机械、化工、冶金、纺织、电子和航空航天领域被广泛应用。太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，利用太阳能的最佳方式是光伏转换，由于氮化硅光纤结构件的耐受温度可超过800℃，在超低温、高温等恶劣环境下依然能够保持优异的综合性能，使以氮化硅光纤结构件的应用开发形成的光伏产业迅猛发展。但是在氮化硅光纤结构件的制备过程中，由于氮化硅在烧结过程中会存在严重的颗粒团聚和烧结现象，会导致最终制备得到的氮化硅光纤结构件易变形、易开裂且成品率低，没有办法批量稳定的生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化硅光纤结构件的制备方法，利用所述制备方法制备得到的氮化硅光纤结构件不易变性、不易开裂，且所述制备方法的成品率高，能达到99％以上，可以实现批量稳定化的生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氮化硅光纤结构件的制备方法，包括以下步骤：

将二氧化钛和烧结助剂进行预混合，加入乙醇和氮化硅后进行球磨，得到料浆；

将所述料浆依次进行喷雾造粒、压制和烧结，得到所述氮化硅光纤结构件；所述氮化硅光纤结构件为圆环状，单边厚度4mm，外径250mm；

所述烧结助剂包括氧化铝和氧化钇。

优选的，所述氧化铝和氧化钇的质量比为(2～3)：(1～3)。

优选的，所述二氧化钛、烧结助剂和氮化硅的质量比为(1～2)：(4～9)：(90～95)。

优选的，所述氮化硅和乙醇的质量比为(0.5～0.7)：(1～1.2)。

优选的，所述喷雾造粒的进口温度为190～210℃，喷片孔径为0.9～1.1mm。

优选的，所述压制的压力为10～20MPa，时间为1.5～18min。

优选的，所述烧结在氮气气氛中进行；

所述氮气气氛的压强为2～15MPa。

优选的，所述烧结的温度为1600～1850℃，时间为0.5～19h。

本发明提供了一种氮化硅光纤结构件的制备方法，包括以下步骤：将二氧化钛和烧结助剂进行预混合，加入乙醇和氮化硅后进行球磨，得到料浆；将所述料浆依次进行喷雾造粒、压制和烧结，得到所述氮化硅光纤结构件；所述氮化硅光纤结构件为圆环状，单边厚度4mm，外径250mm；所述烧结助剂包括氧化铝和氧化钇。氮化硅粉体具有较高的表面吉布斯自由能，容易形成团聚，氮化硅粒子难以均匀分散，而容易形成聚集颗粒，针对上述问题，本发明所述的二氧化钛可以对所述氮化硅粉体的表面进行改性，有助于制备均匀分散的高性能氮化硅粉体，通过进一步的压制和烧结，可以实现变形率低、开裂比例小的氮化硅光纤结构件的稳定、批量化制备；氮化硅是强共价键化合物，自扩散系数低，烧结驱动力不足，难以通过单纯的固相烧结实现致密化，所述氧化铝和氧化钇作为烧结助剂可以降低液相的形成温度，改善晶界相的性能，提高烧结后的致密度。

具体实施方式