[发明专利]一种高强韧碳化硅陶瓷的低温制造方法

权利要求书

1.一种高强韧碳化硅陶瓷的低温制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(一)首先制备具有“壳-核”复合结构的纳米粉体，步骤如下：

(1)将含铝离子的碱与钇离子的盐按Al∶Y＝3∶5的摩尔比例和添加剂溶于乙醇中，并加入分散剂，超声振荡至分散均匀，实现Al³⁺和Y³⁺等离子充分地分散并且使添加剂离子均匀地分散在悬浮液中；

(2)然后在不断搅拌的条件下，向分散均匀的悬浊液中以1～5mL/min的速率滴加弱碱性溶液，以形成添加剂离子的沉淀，当pH值为8～9时停止滴加弱碱性溶液，继续搅拌，优选搅拌1～3h，以使得沉淀反应均匀充分；

(3)再将得到的悬浊液经过滤、醇洗、烘干，得到Al₂O₃和Y₂O₃的纳米混合粉体，然后把该混合粉末与亚微米级的碳化硅粉末按比例在无水乙醇中进行一定时间的球磨，最后，把球磨后的混合粉末取出烘干，得到所需混合粉体；

(二)将所得混合粉体装入模具进行放电等离子烧结(SPS)烧结，步骤如下：

把所得混合粉体装入石墨模具中，然后放入SPS炉中进行分段加压烧结：首先，在30MPa的压力下，随炉升温到600℃，然后，以100℃/min的升温速度升温到1500℃，此时，升高压力到60MPa，并在1min内升温到1600℃；最后在该温度保温10分钟后停止加热并随炉冷却；

(三)烧结的陶瓷片经双面抛光处理，得到高强韧的碳化硅陶瓷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(一)第(1)步中，添加剂的用量以其所含金属元素的氧化物计，占氧化铝粉体和添加剂所含金属元素的氧化物总重量的0.01～0.10％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铝离子的碱与钇离子的盐的粉体为高纯超细活性的粉体，平均粒径为亚微米级，纯度≥99.9％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加剂为含铈、镧、钍或锆元素离子的磷酸盐、硝酸盐和硅酸盐中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的弱碱性溶液优选有机胺类、尿素、氨水、乙醇钠、乙酸钠中的至少一种物质配制的溶液。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂为正丁醇、异丙醇或分子量为400～2000的聚乙二醇等醇类分散剂；所述分散剂的加入量为加入的所有粉体和分散剂总重量的0.5～2.0wt％。