[发明专利]一种采用单一烧结助剂常压烧结制备致密氮化硅陶瓷的方法

权利要求书

1.一种采用单一烧结助剂常压烧结制备高热导率氮化硅陶瓷的方法，其特征在于，由以下步骤组成：

以总配料质量100%计，将氮化硅粉体92～88%、单一烧结助剂8～12%均匀混合，得到混合粉体，所述烧结助剂为MgTiO₃、Mg₂TiO₄和MgTi₂O₅中的一种；

将所得的混合粉体成型，得到陶瓷素坯；

将所得的陶瓷素坯置于烧结炉中在1600～1800℃的温度条件下常压烧结0.5～14小时，得到高热导率氮化硅陶瓷；所述常压烧结分为两个阶段，第一阶段和第二阶段的烧结温度不同，第一阶段保温时间为0.5～6小时，第二阶段保温时间不超过8小时；其中，第一阶段的温度比第二阶段的温度高20～200℃；所述常压烧结的气氛为氩气、氮气、氦气中的至少一种；

所述高热导率氮化硅陶瓷的相对密度为96%以上，热导率为58 W/(m∙K)以上，断裂韧性为4.79 MPa∙m^1/2以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮化硅粉体的粒径范围为0.5～3μm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述烧结助剂的纯度为99%以上，平均粒径小于5μm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混合方式为湿法球磨，混合后经干燥、过筛得到混合粉体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥的方式为真空干燥或旋转蒸发干燥；所述过筛的筛网孔径范围为100～300目。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成型的方式为干压成型和/或冷等静压成型或流延成型，所述干压成型和/或冷等静压成型的压力范围在30～300MPa。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述常压烧结的升温速率范围为1～30℃/分钟，降温速率范围为1～30℃/分钟或者随炉降温。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的方法制备的高热导率氮化硅陶瓷，其特征在于，所述高热导率氮化硅陶瓷的相对密度为96%以上，热导率为58 W/(m∙K)以上，断裂韧性为4.79 MPa∙m^1/2以上。