[发明专利]高纯高致密氧化锆氮化硼复合陶瓷绝缘件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备工艺技术领域，具体涉及一种高纯高致密氧化锆氮化硼复合陶瓷绝缘件及其制备方法。

背景技术

氧化锆是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损而且具有优良绝缘性能的无机非金属材料，20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域，同时氧化锆也是国家产业政策中鼓励重点发展的高性能新材料之一，目前正广泛地被应用于各个行业中。六方氮化硼陶瓷作为一种新型复合陶瓷基材料,除了具有低密度、高熔点、低硬度、抗热震性和机械加工性能好等优点,还具有耐高温、热胀系数小、热导率高、介电常数低、可靠的电绝缘性等许多优异的性能。氮化硼既是热的良导体又是优良的绝缘体。同时氮化硼优良的电性能，使其成为理想的高频绝缘、高压绝缘和高温绝缘材料。特别是作为一种重要的航空航天透波材料,在运载火箭、飞船、导弹及返回式卫星等飞行器无线电系统中应用广泛。氧化锆氮化硼绝缘陶瓷结合了两者的性能优势，将强度与绝缘性结合，让复合材料的应用领域进一步拓展。

中国专利201510028830.X提供了一种致密氮化铝-氮化硼复合材料的制备方法。以氮化铝粉和六方氮化硼粉为原料，不添加烧结助剂，原料按比例配料后置于尼龙罐中，以无水乙醇为介质，采用氧化锆研磨球，用行星式球磨机球磨混合均匀，经干燥过筛后装入表面涂有BN保护涂层的石墨模具中冷压成型，然后在通有氮气的真空热压炉中热压烧结，烧结温度为1830～1900℃，烧结保温时间为1.5-2.5h。本发明工艺简单，可以在无烧结助剂的情况下制备出致密的氮化铝-氮化硼复合材料，该材料力学性能、导热性能及介电性能优异。

中国专利03150584.8提供了一种铝锆碳-氮化硼复合侧封板，其组分为(重量百分比)：刚玉40-70％、锆莫来石15-30％、α-Al₂O₃微粉5-10％、碳素材料3-12％、六方氮化硼5-15％、金属硅粉2-5％、粘结剂5-15％。其制造方法是，先按上述配比将氮化硼粉体与刚玉粉体在乙醇溶液中进行分散浸渍混合处理；混合物再经干燥，得到氮化硼混合粉体；不同粒级的刚玉、锆莫来石、氧化锆、碳素原料和氮化硼混合粉体原料和抗氧化剂按配比搅拌预混合；以酚醛树脂为结合剂，将混合料进行混合造粒，混合料经干燥后模压成型。

中国专利200410023952.1提供了一种陶瓷透波材料及其制备方法，为特种、功能陶瓷材料技术领域，由亚微米高纯氮化硅、氮化硼、氧化锆以及纳米二氧化硅粉体配制而成，配料后将各原料采用超声波和化学分散方法实现均匀混合，采用冷等静压成型方法成型，在氮气气氛压力下高温烧结制成。本发明氮化硅—氮化硼—二氧化硅陶瓷透波材料技术性能指标为：室温抗弯强度σ：99～286MPa，弹性模量E：99～200GPa，介电常数ε：3.4～4.8，透波率80～85％，耐温性大于2500℃，线烧蚀率为0.01～0.05毫米/秒，耐温性、耐烧蚀性好，并且具有良好的力学性能和介电性能，透波率高，能够满足应用要求。

中国专利200410022997.7提供了一种属于机械加工领域的复合锯片，锯片含金属基体、胎体、普通磨料和超硬磨料，金属基体为合金钢或碳素钢，且表面均布8-10mm的散热孔；胎体含氧化铝、氧化锆、石英、碳化钨、二硼化锆、二硅化钼，普通磨料含棕刚玉、碳化硅、绿碳化硅、立方碳化硅、碳化硼；超硬磨料含金刚石、立方氮化硼；制作工艺为：胎体粉末混料-工作层料的配混工艺-焊接层料的配混工艺-冷压成型-热压烧结成型-磨弧-焊接-修整和开刃。

中国专利201310577221.0提供了一种合成金刚石用绝缘元件，包括氧化镁、氧化锆、六方氮化硼和水玻璃，氧化镁和氧化锆的重量比为1:3-3:1,六方氮化硼的重量为氧化镁和氧化锆重量之和的4-6%，水玻璃的重量为氧化镁、氧化锆和六方氮化硼重量之和的10-15%。本发明所述的绝缘元件的强度高，在运输和合成过程中能够承受较大的外力，避免因破损造成的损失；保温效果好，热传导系数低于3.657W·m-1·K-1，能够保持合成过程的温度，提高金刚石很成的质量；采用该绝缘元件合成的金刚石内部点杂质明显减少。该绝缘元件的介电常数大于1016Ω/cm，是一种理想的绝缘材料。