[发明专利]一种大规格致密碳化硅陶瓷板的制备方法

说明书

本发明公开了一种大规格致密碳化硅陶瓷板的制备方法，涉及反应烧结碳化硅陶瓷技术领域，包括混料、喷雾造粒、热压成型、加湿干燥、加工、高温烘干和反应烧结步骤，通过超常规使用碳化硅配比，喷雾造粒和热压成型后进行加湿干燥，反应烧结时，加入坯体重量200～300％的硅粉并保持无氧环境，保证了烧结后的碳化硅陶瓷板不开裂、致密、密度均匀，且成品率高，解决了在烧结长度为600～800mm、宽度为400～600mm、厚度为40～60mm的大规格碳化硅陶瓷板时的技术障碍，填补了国内空白，成功替代进口，降低了应用领域的使用成本。

技术领域

本发明涉及一种碳化硅陶瓷板的制备方法，尤其涉及一种长度为600～800mm、宽度为400～600mm、厚度为40～60mm的大规格致密碳化硅陶瓷板的制备方法，属于碳化硅陶瓷技术领域。

背景技术

碳化硅陶瓷具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，而且高温力学性能（强度、抗蠕变性等）是已知陶瓷材料中最佳的，从而得到越来越广泛的应用，其触角几乎伸遍了所有的工业领域，在材料领域发挥着越来越重要的作用，并日益受到人们的重视。

根据不同的工业领域、不同的工况使用环境，可用碳化硅材料，利用各种工艺，制作成不同种类的碳化硅陶瓷结构件以满足应用需求。但对于大规格碳化硅陶瓷板因其超长、超宽、超厚的结构特点，其制备遇到了配方、成型、干燥、烧成等技术障碍，特别是极易出现开裂、密度不均匀、致密性差、生烧等问题，使其成为行业中的技术难点和制作空白。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大规格致密碳化硅陶瓷板的制备方法，特别是在制备长度为600～800mm、宽度为400～600mm、厚度为40～60mm的碳化硅陶瓷板时，保证板不开裂、致密、密度均匀，且成品率高。

本发明采用的技术方案是：一种大规格致密碳化硅陶瓷板的制备方法，所述碳化硅陶瓷板的长度为600～800mm、宽度为400～600mm、厚度为40～60mm，该制备方法包括以下步骤：

1）混料：将1～2重量份纯度为99.8～99.9%的石墨粉和25～30重量份纯度为99.8～99.9%的碳化硅粉混合后，再在其中加入2～4重量份的硬脂酸锌和15～20重量份的聚乙烯醇，均匀搅拌，得到混合料；

2）喷雾造粒：采用离心喷雾干燥机对所述混合料喷雾造粒，得到造粒粉料；

3）热压成型：将制备的造粒粉料装入金属模具，采用500～600T热压机，在温度180～200℃、压力35～55MPa的条件下，加压并卸压4~5次后，得到热压成型板的坯体；

4）加湿干燥：将成型的坯体置于加湿干燥设备中，在温度30～50℃、湿度40～60%的条件下，缓慢加湿干燥100～120小时；

5）加工修型：利用机械加工设备对干燥后的所述坯体进行相应的加工处理，完成需要的准确几何形状的板；

6）高温烘干：将经过加工处理的所述坯体置于高温烘干室，在温度100～120℃条件下，干燥40～60小时；

7）反应烧结：将经过高温烘干的多件所述坯体并列排放在承烧支架上，并列排放在承烧支架上的坯体之间的间距是50～100mm，并加入坯体重量200～300%、纯度为98～99%的金属硅粉，装入真空电炉中；当所述电炉送电后，在真空状态下，用40～60小时的时间由室温升至1900～2100℃后，恒温8～10小时；再用10～20小时的时间，充氦气快速降温至300℃；再次升温，用5～10小时的时间由300℃升至1400～1600℃，恒温5～7 小时；再用30～50小时的时间，降温至100℃后停止送电，自然降温至室温后出炉得到所述碳化硅陶瓷板。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：