[发明专利]一种碳化硅陶瓷及其热等静压烧结工艺

权利要求书

1.一种碳化硅陶瓷，其特征在于，所述碳化硅陶瓷的原料包括以下重量份数组分：

碳化硅：45~96.8份；

硼化钙：1~15份；

碳化铝功能梯度材料：1~15份；

金属单质：1~20份；

碳化硼：0.1~3份；

碳：0.1~2份；

碳化铝功能梯度材料由内至外依次为碳化铝、氮化铝和氧化铝；

碳化铝功能梯度材料的制备方法包括以下步骤：

S1、将粒度为0.05~0.25mm的碳化铝细粉在氮气流中于1000~1100℃温度下保温2~4h；

S2、将步骤S1获得的产物于650~750℃温度下保温3~5h，获得由内至外依次为碳化铝、氮化铝和氧化铝的碳化铝功能梯度材料；所述金属单质为钨、钼、钽和铌中的一种或几种；

所述碳化硅陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份数称取各组分，将碳化硅、硼化钙、碳化硼、碳、粘结剂、分散剂投入球磨机中，加入水，球磨4~6h，然后加入金属单质，继续球磨20~50min；

S2、将步骤S1所得浆料采用离心喷雾干燥塔进行干燥造粒，过30~80目筛；

S3、将碳化铝功能梯度材料与步骤S2的造粒料高速混合均匀，然后装入钢模具中采用干压成型获得素坯；

S4、素坯按照图纸要求进行加工后，放入热等静压烧结炉内，在惰性气体中进行烧结，烧结结束后自然冷却；

S5、烧结后的产品按照要求经过磨加工、研磨抛光，检验合格后包装入库；

步骤S4中的烧结为：先在1800-1900℃下保温1~4h，然后升温至1820~1950℃下并加压至1-10MPa，保温1~4h。

2.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述金属单质为钨和铌以质量比为1：（1.2~1.6）形成的复合物。

3.根据权利要求2所述的碳化硅陶瓷，其特征在于，碳与金属单质的摩尔比为1：（1.01~1.05）。

4.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷，其特征在于，步骤S1中，球磨采用的球磨介质为碳化硅材料球，碳化硅材料球与碳化硅、硼化钙、金属单质、碳化硼、碳、粘结剂和分散剂的总质量比为3~4:1。

5.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷，其特征在于，步骤S1的粘结剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、糊精中的一种或多种；步骤S1的分散剂为四甲基氢氧化铵、聚丙烯酸铵、柠檬酸铵、三乙醇胺中的一种或多种。