[发明专利]多孔氮化物陶瓷基体表面制备致密O’-sialon/α-Si3N4复相陶瓷涂层的方法

权利要求书

1.多孔氮化物陶瓷基体表面制备致密O’-sialon/α-Si₃N₄复相陶瓷涂层的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，基体处理：选取多孔氮化物陶瓷基体，使用400目，800目，1000目砂纸逐次研磨至基体表面光滑平整，然后将研磨后的多孔氮化物陶瓷基体放入蒸馏水中超声清洗15～25min，清洗两次后将基体放入烘箱，在70～80℃下烘干8～15h；

步骤2，钇铝硅陶瓷粉末的制备：将Y₂O₃、SiO₂、Al₂O₃混合物和无水乙醇混合，其固含量为20%，其中Y₂O₃、SiO₂、Al₂O₃氧化物原料粉末中，质量比为Y₂O₃:SiO₂:Al₂O₃=34.04:45.32:20.64，以氮化硅球为磨球，将氧化物原料粉末和无水乙醇的混合物以及氮化硅球置于球磨罐中球磨12h，之后，将Y₂O₃-SiO₂-Al₂O₃料浆放入烘箱中，在60℃下烘干12h，将烘干后的Y₂O₃-SiO₂-Al₂O₃粉末放入到空气炉中，在1300℃烧结4h，最后将烧结后的陶瓷粉过100目筛制备成钇铝硅陶瓷粉末；

步骤3，料浆制备：将α-Si₃N₄原料粉末和无水乙醇混合，其固含量为20%，以氮化硅球为磨球，将α-Si₃N₄原料粉末和无水乙醇的混合物以及氮化硅球置于球磨罐中球磨8h，制备成α-Si₃N₄陶瓷料浆；将步骤2制备好的钇铝硅陶瓷粉末和无水乙醇混合，其固含量为20%，以氮化硅球为磨球，将钇铝硅陶瓷粉末和无水乙醇的混合物以及氮化硅球置于球磨罐中球磨12h，制备成钇铝硅陶瓷料浆；

步骤4，料浆喷涂：首先，将制备好的α-Si₃N₄陶瓷料浆装入空气雾化喷枪中，使喷枪垂直于试样表面，将陶瓷料浆喷涂在多孔氮化物陶瓷基体的表面，形成α-Si₃N₄陶瓷粉体层；然后，将制备好的钇铝硅陶瓷料浆装入空气雾化喷枪中，使喷枪垂直于试样表面，将钇铝硅陶瓷料浆喷涂到α-Si₃N₄陶瓷粉体层的表面，形成钇铝硅粉体层；

步骤5，试样干燥：将制备好粉体层的试样放入烘箱中，在50℃下烘干10h；

步骤6，试样烧结：将干燥后的试样放到气氛烧结炉中进行烧结，烧结温度为1450～1500℃，烧结气氛为N₂，压力为0.15MPa，烧结时间为1～2h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1所述多孔氮化物陶瓷基体的气孔率为34～62%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4所述空气雾化喷枪使用压缩空气为载气，压力为0.5～0.7MPa，喷嘴直径为0.5mm，喷涂距离200mm，喷枪移动速度20cm/s，喷涂次数4～8次；通过控制喷涂的次数可以改变涂层的厚度和涂层中O’-sialon相含量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤6所述试样烧结，具体过程为：1200℃以下升温速率为10℃/min，1200℃以上升温和降温速率均为2℃/min，1200～800℃降温速率为5℃/min，800℃以下随炉冷却至常温；通过控制烧结温度可以改变涂层中O’-sialon相含量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2和步骤3所述氮化硅球和固体原料粉末的质量比为3:1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2和步骤3所述球磨罐为尼龙罐。