[发明专利]一种稀土氧化物硅基陶瓷芯的制备方法

说明书

本发明的一种稀土氧化物硅基陶瓷芯的制备方法，属于陶瓷制造技术领域，硅基陶瓷芯材料的化学组成百分比为：8％～10％陶瓷纤维、3％～5％硅酸乙酯水解液、8％～10％锆英粉、40％～60％氮化硅、10％～20％氧化硼、1％～2％氧化铝、1％～2％氧化镧以及10％～12％增塑剂，本发明的硅基陶瓷芯具有超高的耐温性和高强度的抗压性能。

技术领域

本发明属于陶瓷芯制造领域，更具体来说，涉及一种稀土氧化物硅基陶瓷芯的制备方法。

背景技术

氧化物陶瓷品种繁多，用途极为广泛，可作为结构材料，功能材料和高级耐火材料，用于电子、信息、激光、红外、计算机、宇航、原子能、化工、冶金等许多领域。

目前，研究较为广泛的氧化铝、氧化硅基陶瓷型芯，因型芯材料不具备对熔融钛合金良好的化学反应惰性且脱芯工艺复杂很难应用于钛合金精铸领域，而稀土元素在高温下具有很好的反应惰性，因此在陶瓷芯内添加少量稀土氧化物即可提高陶瓷芯的高温抗蠕变性能。

经检索，发明创造的名称为：氮化硅基金属陶瓷模具及其制备方法(申请号：201710114191.8，申请公布日：2017.08.18)。该申请案公开了一种添加了稀土元素的陶瓷模具，采用该方案制备的陶瓷模具在铸造领域有一定的优势，但是该方案的材料不够优选，且制备方法粗糙不够精细，制备出来的陶瓷模具耐高温性能和抗压性能不足，使用寿命有限。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有技术中陶瓷芯的抗压性能差，强度低的缺陷，提供一种稀土氧化物硅基陶瓷芯的制备方法，具有超高的耐温性和高强度的抗压性能。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种稀土氧化物硅基陶瓷芯的制备方法，硅基陶瓷芯材料的化学组成百分比为： 8％～10％陶瓷纤维、3％～5％硅酸乙酯水解液、8％～10％锆英粉、40％～60％氮化硅、10％～ 20％氧化硼、1％～2％氧化铝、1％～2％氧化镧以及10％～12％增塑剂。

优选的，氧化铝和氧化镧均为纳米级粉末。

优选的，制备方法为将陶瓷芯的材料进行按比例混合、加热、搅拌得到混合物，进一步将混合物注模高温烧制成型。

优选的，制备方法包括如下步骤：

S100、混合，将上述的陶瓷纤维、锆英粉、氧化铝、氧化镧、氮化硅和氧化硼按所述的配比进行混合得到混合物；

S200、加热，对混合物进行加热，并进一步搅拌得到陶瓷粉体；

S300、增塑，添加所述分量的增塑剂至陶瓷粉体内，继续搅拌不少于10h制得初料；

S400、强粘，添加少量的硅酸乙酯水解液至初料内，搅拌成胶状料；

S500、压型，将胶状料缓慢注入模具中并压制成型；

S600、烧制，对模具内的混合料进行烧制得陶瓷芯。

优选的，步骤S300增塑的具体过程为增塑剂的添加采用间断式添加，每添加1％左右的增塑剂便快速搅拌混合15min，搅拌混合后继续添加相同量的增塑剂并搅拌混合，直至添加所需量的增塑剂并匀速搅拌不少于10h。

优选的，步骤S400强粘具体过程为添加的硅酸乙酯水解液从容器的边缘添加进入，搅拌的过程从边缘螺旋搅拌至中间。

优选的，步骤S500压型的具体过程为在100°左右的环境下进行3～5Mpa压力压制成型。

优选的，步骤S600烧制的具体过程升压至10Mpa，并采用1200～1300°的高温烧制并进行保温3h后自然冷却。