[发明专利]一种高硬度Si3N4陶瓷天线罩高效精密加工制备方法

说明书

本发明公开了一种高硬度Si₃N₄陶瓷天线罩高效精密加工制备方法，包括以下步骤：(1)Si₃N₄粉体进行造粒，再将造粒在模具中填料成型，接着在冷等静压条件下压制成为毛坯体；(2)将毛坯体进行预烧，所述预烧的烧结温度为1000～1300℃；(3)对烧结后的坯体进行精密加工；(4)将加工后的工件进行终烧，所述终烧的温度为1600～1800℃，使工件完全烧结，即可。本发明实施例示例的Si₃N₄天线罩体加工制备方法，通过预烧、加工和终烧的工艺，大大提高了加工制备效率、缩短了加工制备周期、降低了加工制备成本，并且加工后的成品精度高，本加工制备方法预烧结体的可加工性和氮化硅烧结所具有的尺寸和形状变化近为零的特点，适合于制备具有耐高温、高硬度的异形氮化硅陶瓷天线罩。

技术领域

本发明涉及陶瓷天线罩体加工制备技术领域，尤其涉及一种氮化硅天线罩体加工制备方法。

背景技术

天线罩是航天器结构的重要组成部分，是保护航天器通讯、遥测、制导、引爆等系统正常工作的关键部件，它必须具有透波、防热、承载和耐候等多种功能。随着航空航天技术的发展和现代战争的需要，航天飞行器的飞行马赫数、打击范围和制导精度不断提高，对天线罩透波材料提出了越来越高的要求。氮化硅陶瓷以其优良的电学、热学和机械性能成为各国研究的重点，被公认为最有希望的新一代透波材料，多孔氮化硅陶瓷兼具氮化硅与多孔陶瓷的优点，受到越来越多的关注。

氮化硅是脆性材料,其不导电、高硬度、高耐磨性,使得氮化硅天线罩体极不易加工制备,加工制备效率低、加工制备周期长,生产成本高等不足,严重影响了氮化硅天线罩体的批量化生产,制约了氮化硅天线罩体的快速发展，特别是在精度要求高的异形天线罩体领域,必须对它进行后机械加工例如切削、研磨、抛光等，进一步增加了制备天线罩的难度。

发明内容

基于上述现有技术，本发明的目的在于提供一种高硬度Si₃N₄陶瓷天线罩高效精密加工制备方法，本方法加工制备效率高、加工制备周期短、加工制备成本低且成品精度高。

第一方面，本申请实施例提供一种高硬度Si₃N₄陶瓷天线罩高效精密加工制备方法，包括以下步骤：

(1)坯体制备：Si₃N₄粉体进行造粒，再将造粒成型(优选的：在模具中填料成型)，接着在冷等静压条件下压制成为毛坯体；

(2)将毛坯体进行预烧，所述预烧的烧结温度为1000～1300℃；使坯体在烧结后具有足够强度，较低硬度，保证加工容易同时，同时保证在加工过程中不出现裂纹、层裂等问题；

(3)对烧结后的坯体进行精密加工；

(4)将加工后的工件进行终烧，使工件完全烧结，即可。

优选的：所述步骤(1)中的Si₃N₄粉体进行造粒的粒度为30～50μm。

优选的：所述步骤(1)中使用闭式离心喷雾干燥机造粒。

优选的：所述步骤(1)中在冷等静压条件下压制成为毛坯体。

优选的：所述步骤(1)中Si₃N₄粉体粒度为求1～5μm以下，纯度为99.99％。

优选的：所述步骤(2)和/或(4)中，使用气氛压力烧结炉进行预烧和/或终烧；进一步的：所述气氛压力烧结炉升温速度为100℃/min，在预烧温度下保持2～5h后降温。

优选的：所述步骤(2)中预烧的烧结温度为1000～1300℃。

优选的:所述步骤(4)中终烧的温度为1600～1800℃。