[发明专利]一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法和装置

说明书

本发明公开了一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法，该方法依次包括：抽真空步骤：对装有氮化硼基陶瓷原料的炉体进行抽真空；充入保护气氛步骤：向抽真空后的所述炉体内充入保护气；升温烧结步骤：对所述炉体内的所述氮化硼基陶瓷原料进行升温、热压烧结，得到氮化硼基陶瓷；本方法可节约10～50％电能消耗，减少设备的维护和维修成本，制备具有优异的性能的氮化硼基陶瓷材料。本发明还公开了一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的装置，包括：烧结系统，用于对原料进行烧结得到氮化硼基陶瓷；抽真空系统，所述抽真空系统和烧结系统相连通，用于对烧结系统抽真空；充气系统，所述充气系统和烧结系统相连通，用于对烧结系统充气。

技术领域

本发明属于热压陶瓷生产技术领域，具体而言，本发明涉及一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法和装置。

背景技术

氮化硼基陶瓷是一种重要的工程材料，它具有热导率高，热胀系数小，抗热振性能高，耐高温，耐腐蚀等优点，在各行业有广泛的应用。由于氮化硼本身呈片状，导致氮化硼基陶瓷很难烧结，在行业中通常采用热压烧结。

目前在氮化硼的热压生产过程中，通常是在真空中生产或者高温下循环通入保护气的氛围中生产。真空环境下生产一般是在整个生产过程中保持炉体内一定的真空度，真空度通常要求大于10^-2Pa；而充保护气的生产方式是在低温下对炉体预抽真空，保持炉体真空状态升温到1000度以上时再充入保护气体。目前这两种生产方式不但能耗高，而且真空泵持续工作，折损快，因而不仅增加了电能消耗，还会增加设备维修和维护成本。

根据以上分析可知，现有的氮化硼热压生产方式存在以下不足：

现有的氮化硼热压生产方式不但能耗高，而且真空泵持续工作，折损快，因而不仅增加了电能消耗，还会增加设备维修和维护成本。

发明内容

本发明提供了一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法和装置，能够解决现有技术中氮化硼热压生产方式电能消耗大和维护成本高的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法，其技术方案如下：

一种低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法，依次包括：

抽真空步骤：对装有氮化硼基陶瓷原料的炉体进行抽真空；

充入保护气氛步骤：向抽真空后的所述炉体内充入保护气；

升温烧结步骤：对所述炉体内的所述氮化硼基陶瓷原料进行升温、热压烧结，得到氮化硼基陶瓷。

在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，所述炉体为热压炉炉体。

在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述抽真空步骤中，抽真空至所述炉体内的真空度不低于10^-2Pa。

在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述抽真空步骤中，所述氮化硼基陶瓷原料为氮化硼和二氧化锆混合粉末，所述氮化硼基陶瓷原料为经过了冷压处理的；所述冷压的压力为3～10MPa。

在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述充入保护气氛步骤中，充入保护气至所述炉体内的压强达到20-50KPa，使得既可减弱外界氧气流入，又不至于压力太大而升温时气体膨胀损害炉体。

在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述充入保护气氛步骤中，所述保护气为惰性气体，优选地，所述惰性气体为氮气。

在上述低能耗热压生产氮化硼基陶瓷的方法中，作为一种优选方式，在所述升温烧结步骤中，所述升温速率为5-10℃/min；所述热压烧结的温度为1800-2000℃，压力为20-25MPa，时间为0.5-1h，之后随炉降温。