[发明专利]一种金属硅化物与金属复合增强的氮化硅烧结体及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅烧结体，其特征在于，所述氮化硅烧结体包含氮化硅相和晶界相，所述晶界相包含金属硅化物和金属，其中金属硅化物与金属至少部分以相邻或/和相互包裹的形式存在，所述金属硅化物和金属的总质量占氮化硅烧结体总质量的0.5～40wt%，所述金属硅化物与金属至少30wt%以相邻或/和相互包裹的形式存在；

所述金属硅化物为Fe、Mn、Ni、Co、Cr的硅化物中的至少一种；所述金属为W、Re和含有W或/和Re的合金中的至少一种；

所述的氮化硅烧结体的制备方法，包括：

将金属硅化物称取相应摩尔的Fe粉体、Mn粉体、Ni粉体、Co粉体、Cr粉体中的至少一种、和硅粉体并混合，得到金属硅化物原料粉体；

将W粉体、Re粉体、含有W和/或Re的合金粉体、硅化钨、硅化铼中至少一种作为金属源粉体、以及所得金属硅化物原料粉体混合后，再于氩气气氛中在1100～1300℃下热处理1～3小时，得到金属/硅化物混合粉体；

选用氮化硅粉体、硅粉体中至少一种、金属/硅化物混合粉体、和烧结助剂做作为原料粉体，经混合后压制成型，再于气压0.3～20MPa的氮气气氛中、在1600～1850℃下烧结1～5小时，得到所述氮化硅烧结体；

所述的氮气气压的压力至少保持使选用的W粉体、Re粉体、含有W和/或Re的合金粉体至少一种的金属源粉体不和氮化硅发生反应、或使选用的硅化钨、硅化铼中至少一种的金属源粉体和氮气反应生成金属单质钨或铼以及氮化硅。

2.根据权利要求1所述的氮化硅烧结体，其特征在于，所述金属中W和Re的成分之和占金属总体积的60%以上。

3.根据权利要求1所述的氮化硅烧结体，其特征在于，所述含有W或/和Re的合金为钨铼合金、钨掺铪合金中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的氮化硅烧结体，其特征在于，所述金属硅化物与金属形成的相邻相和/或相互包裹相的直径为0.2～200μm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的氮化硅烧结体，其特征在于，所述金属硅化物和金属的质量比为1:15～10:1。

6.根据权利要求5所述的氮化硅烧结体，其特征在于，所述金属硅化物和金属的质量比为1:10～5:1。

7.一种氮化硅烧结体的制备方法，其特征在于，所述氮化硅烧结体包含氮化硅相和晶界相，所述晶界相包含金属硅化物和金属，其中金属硅化物与金属至少部分以相邻或/和相互包裹的形式存在，所述金属硅化物和金属的总质量占氮化硅烧结体总质量的0.5～40wt%；

所述金属硅化物为Fe、Mn、Ni、Co、Cr的硅化物中的至少一种；所述金属为W、Re和含有W或/和Re的合金中的至少一种；

所述氮化硅烧结体的制备方法包括：

将金属硅化物称取相应摩尔的Fe粉体、Mn粉体、Ni粉体、Co粉体、Cr粉体中的至少一种、和硅粉体并混合，得到金属硅化物原料粉体；

将W粉体、Re粉体、含有W和/或Re的合金粉体、硅化钨、硅化铼中至少一种作为金属源粉体、以及所得金属硅化物原料粉体混合后，再于氩气气氛中在1100～1300℃下热处理1～3小时，得到金属/硅化物混合粉体；

选用氮化硅粉体、硅粉体中至少一种、金属/硅化物混合粉体、和烧结助剂做作为原料粉体，经混合后压制成型，再于气压0.3～20MPa的氮气气氛中、在1600～1850℃下烧结1～5小时，得到所述氮化硅烧结体；

所述的氮气气压的压力至少保持使选用的W粉体、Re粉体、含有W和/或Re的合金粉体至少一种的金属源粉体不和氮化硅发生反应、或使选用的硅化钨、硅化铼中至少一种的金属源粉体和氮气反应生成金属单质钨或铼以及氮化硅。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在1600℃的烧结温度下氮气气压不低于0.3MPa；在1700℃的烧结温度下氮气气压不低于2.5MPa；在1750℃的烧结温度下氮气气压不低于4MPa；在1800℃的烧结温度下氮气气压不低于6MPa；在1850℃的烧结温度下氮气气压不低于11MPa。