[发明专利]一种具有优异高温性能的多孔氮化硅陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：

（1）将硅粉、氮化硅粉和烧结助剂混合，得到混合粉体；

（2）将所得混合粉体压制成型后，得到生坯；

（3）采用由硅粉和氮化硅粉组成的埋粉包埋所得生坯，然后在氮气气氛中进行点火，引发自蔓延合成，得到所述多孔氮化硅陶瓷；

所述烧结助剂选自Yb₂O₃、La₂O₃中的至少一种；所述混合粉体中烧结助剂的添加量为硅粉和氮化硅粉总质量的0.1～0.6wt%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅粉的粒度为1～10μm；所述氮化硅粉的粒度为1～10μm。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硅粉的纯度为90～99.9%；所述氮化硅粉中α相氮化硅的含量为90～99%。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述硅粉和氮化硅粉的质量比为(6～3):(4～7)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述埋粉中硅粉和氮化硅粉的质量比为(6～3):(4～7)，优选为4:6。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述氮气气氛的压力为3～10 MPa。

7.根据权利要求1-6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成型或/和冷等静压成型；所述干压成型的压力为5～20MPa；所述冷等静压的压力为20～100 MPa。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备的多孔氮化硅陶瓷，其特征在于，所述多孔氮化硅陶瓷的微观形貌为互锁的长棒状晶粒；所述长棒状晶粒的组分为β-Si₃N₄和α-Si₃N₄，其中α-Si₃N₄的含量为0～30%；优选地，所述多孔氮化硅陶瓷中晶粒的长度为2～10μm，直径为0.2～1μm，平均长径比为2～8。

9.根据权利要求8所述的多孔氮化硅陶瓷，其特征在于，所述多孔氮化硅陶瓷的总气孔率为35～50%；所述多孔氮化硅陶瓷的蠕变温度为＞1450℃且≤1500℃。

10.根据权利要求8或9所述的多孔氮化硅陶瓷，其特征在于，所述多孔氮化硅陶瓷在常温下的弯曲强度为50～300 MPa；所述多孔氮化硅陶瓷在1200～1450℃下的弯曲强度为30～200MPa，为常温下弯曲强度的50～90%。