[发明专利]一种碳化硼增强的氮化铝陶瓷

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷，特别是一种碳化硼增强的氮化铝陶瓷。

技术背景

碳化硼具有高的化学稳定性和抗氧化性能，而且其电学性能不受直径和手性的影响，使它在高温、高强度纤维等方法，尤其在陶瓷材料的强度韧化方面有着广泛的实用性。

陶瓷材料的增韧方法包括：相变韧化、晶须及颗粒韧化、纤维韧化、纳米线及纳米管韧化等。但是相变、晶须及颗粒韧化效果不是特别明显；纤维韧化的操作工程较为复杂，同时产品的致密度较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种成本较低，制备工艺稳定，操作处理简单，生产效率高，产品性能好的碳化硼增强的氮化铝陶瓷的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种碳化硼增强的氮化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

f.称取材料，按要求用天平分别称取碳化硼、氮化铝和氮化铝磨球；

g.球磨，将步骤a中称好的材料分别装入行星式球磨罐中进行球磨；

h.烧结，将步骤B中球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并将石墨模具放置于多功能烧结炉中烧结；

i.保温、冷却，将步骤c中的石墨模具在多功能烧结炉中保温约1小时后停止加热，使石墨模具在多功能烧结炉中自然冷却到室温；

j.制备成品，将步骤d中烧结好的陶瓷块经磨削、切割工艺得到成品。

所述步骤a中碳化硼、氮化铝和氮化铝球磨球的质量比为：0.25-5∶34.75-30∶245，其中，有碳化硼和氮化铝组成的混合粉料与氮化铝球磨球的质量比始终为1∶7。

所述步骤b中球磨的工艺参数为：室温下300r/min球磨8小时。

所述步骤c中烧结的工艺参数为：以20℃/min升温至1500℃，加压25Mpa。

本发明步骤c中的石墨模具和多功能烧结炉均是现有设备。

本发明的有益效果是：使用的设备简单而且安全性好，成本较低，制备工艺稳定，操作处理简单，生产效率高，产品性能好。碳化硼增强的氮化铝陶瓷的弯曲强度达到493.27Mpa，比纯氮化铝陶瓷提高48％；断裂韧性达到5.37Mpa.m1/2，同比提高13％。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于一下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

例1：以碳化硼作增强相、以氮化铝作基体经热压烧结制备氮化铝陶瓷。用天平称取0.0875g碳化硼，34.9428g氮化铝，250g氮化铝球磨球装入行星式球磨罐中进行球磨；室温下300r/min，球磨8小时。将球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并将石墨模具放置于多功能烧结炉中以20℃/min升温至1500℃，加压25Mpa烧结；保温约1小时后停止加热，使石墨模具在多功能烧结炉中自然冷却到室温；将烧结好的陶瓷块经磨削、切割工艺得到成品。

例2：以碳化硼作增强相、以氮化铝作基体经热压烧结制备氮化铝陶瓷。用天平称取0.35g碳化硼，34.125g氮化铝，245g氮化铝球磨球装入行星式球磨罐中进行球磨；室温下300r/min，球磨8小时。将球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并将石墨模具放置于多功能烧结炉中以20℃/min升温至1500℃，加压25Mpa烧结；保温约1小时后停止加热，使石墨模具在多功能烧结炉中自然冷却到室温；将烧结好的陶瓷块经磨削、切割工艺得到成品。

例3：以碳化硼作增强相、以氮化铝作基体经热压烧结制备氮化铝陶瓷。用天平称取0.875g碳化硼，34.9428g氮化铝，250g氮化铝球磨球装入行星式球磨罐中进行球磨；室温下300r/min，球磨8小时。将球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并将石墨模具放置于多功能烧结炉中以20℃/min升温至1500℃，加压25Mpa烧结；保温约1小时后停止加热，使石墨模具在多功能烧结炉中自然冷却到室温；将烧结好的陶瓷块经磨削、切割工艺得到成品。

例4：以碳化硼作增强相、以氮化铝作基体经热压烧结制备氮化铝陶瓷。用天平称取1.75g碳化硼，34.1258g氮化铝，245g氮化铝球磨球装入行星式球磨罐中进行球磨；室温下300r/min，球磨8小时。将球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并将石墨模具放置于多功能烧结炉中以20℃/min升温至1500℃，加压25Mpa烧结；保温约1小时后停止加热，使石墨模具在多功能烧结炉中自然冷却到室温；将烧结好的陶瓷块经磨削、切割工艺得到成品。