[发明专利]一种对称且连续变化的表硬心韧氮化硅梯度陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种对称型且连续变化的表硬心韧氮化硅梯度陶瓷，其特征在于，所述Si₃N₄梯度陶是将Si₃N₄粉和烧结助剂Al₂O₃-Re₂O₃混合，得到Si₃N₄-Al₂O₃-Re₂O₃的混合粉体，再将Si₃N₄-Al₂O₃-Re₂O₃混合粉体通过放电等离子烧结制得。

2.根据权利要求1所述的对称型且连续变化的表硬心韧氮化硅梯度陶瓷，其特征在于，所述Si₃N₄：Al₂O₃-Re₂O₃的质量比为(45～47)：(3～5)；所述Al₂O₃-Re₂O₃中Al₂O₃：Re₂O₃的质量比为(1～99)：(1～99)。

3.根据权利要求1所述的对称型且连续变化的表硬心韧氮化硅梯度陶瓷，其特征在于，所述中Re₂O₃中Re为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

4.根据权利要求1所述的对称型且连续变化的表硬心韧氮化硅梯度陶瓷，其特征在于，所述放电等离子烧结的具体方法为：在轴向压力为5～30MPa，1atm的流动氮气的条件下，以130～160℃/min的速率升温至1200～1600℃，然后再以90～110℃/min的速率升温至1600～1900℃，并保温1～10min。

5.根据权利要求1～4任一项所述的对称型且连续变化的表硬心韧氮化硅梯度陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将Si₃N₄粉和烧结助剂Al₂O₃-Re₂O₃混料，以乙醇为溶剂，以Si₃N₄球为球磨介质，经球磨混合，干燥后得到Si₃N₄-Al₂O₃-Re₂O₃的混合粉体；

S2.将Si₃N₄-Al₂O₃-Re₂O₃混合粉体放入放电等离子烧结炉模具中，在轴向压力为5～30MPa，1atm的流动氮气的条件下，以130～160℃/min的速率升温至1200～1600℃，然后再以90～110℃/min的速率升温至1600～1900℃，并保温1～10min，通过放电等离子烧结获得对称型且连续变化的表硬心韧Si₃N₄梯度陶瓷。

6.根据权利要求5所述的对称型且连续变化的表硬心韧氮化硅梯度陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述Si₃N₄粉的纯度为98～100wt.％，所述Si₃N₄粉是粒径为<5μm；所述Al₂O₃粉的纯度为98.5～99.99wt.％；所述Re₂O₃粉的纯度为98.5～99.99wt.％。