[发明专利]一种低密度螺栓

权利要求书

1.一种低密度螺栓，包括螺栓帽、螺杆，其特征在于：所述螺杆包括陶瓷填充部、设置在陶瓷填充部外层的金属层以及设置在螺杆最外侧至少部分区域的陶瓷保护层，所述陶瓷填充部至少部分为氮化硅陶瓷，所述陶瓷填充部的表面粗糙度范围为0.2-2微米，所述陶瓷保护层至少表层材质为氮化硅陶瓷，并且陶瓷填充部的表面具有微孔，微孔平均直径为5-8微米，同时微孔的平均深度2-3微米。

2.根据权利要求1所述的低密度螺栓，其特征在于：所述陶瓷填充部包括至少一根柱形的陶瓷横棒，所述陶瓷横棒沿螺杆轴向设置，并且最外侧陶瓷横棒与金属层表层的最小距离不小于0.5毫米且不大于螺杆的最小半径。

3.根据权利要求2所述的低密度螺栓，其特征在于：所述陶瓷横棒的直径不小于螺杆最小半径的五分之一且不大于螺杆最小半径的三分之一。

4.根据权利要求2或3所述的低密度螺栓，其特征在于：所述陶瓷填充部还包括陶瓷竖棒，所述陶瓷竖棒垂直于螺杆轴向设置且陶瓷竖棒与金属层表层的最小距离为1.5-2mm，并且陶瓷竖棒的长度为其延长线在螺杆内长度的四分之一至三分之一。

5.根据权利要求4所述的低密度螺栓，其特征在于：所述陶瓷填充部还包括陶瓷斜棒，所述陶瓷斜棒与陶瓷横棒和陶瓷竖棒均倾斜。

6.根据权利要求5所述的低密度螺栓，其特征在于：所述陶瓷斜棒不突出螺杆的表面。

7.根据权利要求1所述的低密度螺栓，其特征在于：所述陶瓷填充部分为以碳化硅陶瓷为主体以及在主体外层至少部分为氮化硅陶瓷表层。

8.根据权利要求1或7所述的低密度螺栓，其特征在于：所述氮化硅陶瓷的原料组成包括(以重量份数计):硅粉4-5、凹凸棒土10-13、钛酸酯2-3、二氧化锡4-6、α-Si₃N₄粉70-78、聚乙烯醇1-2、碳硅硼8-12、乙炔炭黑2-3、氟锆酸钾3-4、硫酸锆3-4、正硅酸乙酯3-4、氢氧化钾1-2、助剂4-6；所述助剂包括下列重量份的组成：高岭土3-4、四盐基铬酸锌0.3-0.4、硅烷偶联剂kh-5500.6-0.8、聚乙二醇0.3-0.4、水7-11。

9.根据权利要求8所述的低密度螺栓，其特征在于：所述氮化硅陶瓷的制备方法为：(1)将硅粉、凹凸棒土、二氧化锡、聚乙烯醇、碳硅硼混合，球磨，过200目筛，加入助剂，送入球磨机中继续球磨24-27个小时，再加入氢氧化钾的乙醇溶液，继续球磨2-3个小时，水洗至PH值为8-9，过滤，得到滤饼；(2)将第(1)步得到的滤饼粉碎，在氮气氛围下，850-900℃下煅烧2-3个小时，取出粉碎，过50目筛，得到颗粒；(3)取30-40重量份的乙醇，加入正硅酸乙酯，搅拌至溶解，加入钛酸酯、乙炔炭黑、氟锆酸钾、硫酸锆，搅拌得到混合物料，将α-Si₃N₄粉边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至70-80℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；(4)将第(2)步和第(3)步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水＝1:1.4:0.7，球磨24-30个小时，造型成坯，在氮气氛围中，700-800℃下预烧1.5-2个小时，再在1680-1720℃下煅烧4-5个小时。