[发明专利]一种Si3N4基复合陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种Si₃N₄基复合陶瓷，其特征在于，其制备原料包括：Si₃N₄和添加剂；

所述添加剂为M_xO_y和Re₂O₃；

M选自Mg或Al，1≤x≤3，1≤y≤3；

Re选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

2.根据权利要求1所述的Si₃N₄基复合陶瓷，其特征在于，所述Si₃N₄和添加剂的质量比为(85～95):(5～15)。

3.根据权利要求1所述的Si₃N₄基复合陶瓷，其特征在于，所述添加剂中，M_xO_y和Re₂O₃的质量比为(1～50):(1～50)。

4.一种权利要求1至3任意一项所述的Si₃N₄基复合陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：在惰性气体和真空条件下，将Si₃N₄和添加剂进行热压烧结，得到所述Si₃N₄基复合陶瓷；

其中，所述Si₃N₄和添加剂的质量比为(85～95):(5～15)；

所述添加剂为M_xO_y和Re₂O₃；

M选自Mg或Al，1≤x≤3，1≤y≤3；

Re选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述热压烧结包括：

a)将Si₃N₄、M_xO_y和Re₂O₃的混合粉体以第一升温速率升温至第一温度1000～1250℃，得到一次烧结体；

b)将所述一次烧结体以第二升温速率升温至第二温度1300～1600℃，得到二次烧结体；

c)保温0.5～2h后，以降温速率降至1000～1400℃，最后随炉冷却，得到所述Si₃N₄基复合陶瓷。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤b)和步骤c)之间还包括：将所述二次烧结体以第三升温速率升温至第三温度1600～2000℃，得到三次烧结体。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述第一升温速率、第二升温速率和第三升温速率为5～15℃/min；

所述降温速率为5～15℃/min。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气；

所述真空条件的真空度为10Pa～0.1MPa；

所述热压烧结的载荷为20～40MPa。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述预压之前还包括：将Si₃N₄、M_xO_y和Re₂O₃球磨，得到Si₃N₄、M_xO_y和Re₂O₃的混合粉体；

球磨介质为Si₃N₄球；

所述球磨的球料比为(1～5):1；

球磨时间为4～48h。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在所述球磨和所述热压烧结之间还包括：对所述混合粉体进行预压；

所述预压的载荷为5～10MPa。