[发明专利]一种高强度碳化硅/氮化硅复相陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种SiC/Si₃N₄复相陶瓷，其特征在于，以SiC为主相，以亚微米Si₃N₄、纳米Si₃N₄和β-Si₃N₄晶须中的至少一种作为增强相，以Al₂O₃和Y₂O₃作为烧结助剂，再经过热压烧结后，得到所述SiC/Si₃N₄复相陶瓷。

2.根据权利要求1所述的SiC/Si₃N₄复相陶瓷，其特征在于，所述SiC/Si₃N₄复相陶瓷的原料组成包括：90～95wt% SiC、2.5～7.5wt% 增强相、0.94～1.19wt% Al₂O₃，1.31～1.56wt%Y₂O₃，各组分质量百分比为100wt%。

3.根据权利要求1或2所述的SiC/Si₃N₄复相陶瓷，其特征在于，所述SiC/Si₃N₄复相陶瓷的抗弯强度为976.8～1186.3 MPa，断裂韧性为5.92～7.86 MPa·m^1/2。

4.一种SiC/Si₃N₄复相陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：

（1）选用SiC粉体、Si₃N₄粉体、Al₂O₃粉体和Y₂O₃粉体作为原料粉体，按照（90～95）：（2.5～7.5）：（0.94～1.19）：（1.31～1.56）的质量比称量并混合，得到混合粉体，所述Si₃N₄粉体选自亚微米Si₃N₄粉体、纳米Si₃N₄粉体和β-Si₃N₄晶须中的至少一种；

（2）将所得混合粉体压制成型后，放入石墨热压模具中进行热压烧结，得到所述SiC/Si₃N₄复相陶瓷。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述SiC粉体的粒径为0.1～0.5μm。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述亚微米Si₃N₄粉体的粒径为0.1～0.5μm；所述纳米Si₃N₄粉体的粒径为20～50nm；所述β-Si₃N₄晶须的直径为1～5μm，长径比为（5～30）：1。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述Al₂O₃粉体的粒径为0.1～0.4μm；所述Y₂O₃粉体的粒径为0.5～1μm。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合为球磨混合，所述球磨混合的参数包括：球料比为1:1～3:1，球磨转数为200～400rpm，球磨时间为6～10小时。

9.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述压制成型的方式为干压预成型，所述干压预成型的压力为20～40 MPa。

10.根据权利要求4-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热压烧结的参数包括：压力为40～60MPa，温度为1800～1850℃，时间为1～3小时，烧结气氛为保护气氛；优选地，所述保护气氛为氩气气氛或/和氮气气氛。