[发明专利]一种高致密度的碳化硅陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高致密度的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述碳化硅陶瓷是以聚碳硅烷作为前驱体，以Al₂O₃-Re₂O₃为烧结助剂，将聚碳硅烷和Al₂O₃-Re₂O₃球磨混合后，保护气氛下，在500～1200℃裂解，所得碳化硅粉体经预压后在1500～1700℃进行烧结制得。

2.根据权利要求1所述的高致密度的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述的碳化硅陶瓷的致密度为97％以上，维氏硬度为20～30GPa，抗弯强度为700～1200MPa，断裂韧性为6～12MPa·m^1/2，在1200℃下高温强度为600～1000MPa。

3.根据权利要求1所述的高致密度的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述Al₂O₃-Re₂O₃的纯度为99～99.9wt.％，所述Al₂O₃-Re₂O₃的粒径为0.01～2μm。

4.根据权利要求3所述的高致密度的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述Re₂O₃中Re为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

5.根据权利要求1所述的高致密度的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述球磨为辊式球磨，是以乙醇为溶剂，以氮化硅球为球磨介质，球磨转速为500～150r/min，所述球磨的时间为8～24h。

6.根据权利要求1所述的高致密度的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述聚碳硅烷和烧结助剂的质量比为(17～19)：(1～3)；所述烧结助剂中的Al₂O₃与Re₂O₃的质量比为(1～99)：(1～99)。

7.根据权利要求1所述的高致密度的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述裂解的升温速率为5～20℃/min，所述烧结的升温速率为5～15℃/min，所述烧结的时间为1～20min。

8.根据权利要求1所述的高致密度的碳化硅陶瓷，其特征在于，所述保护气氛为氮气或氩气。

9.根据权利要求1～8任一项所述的高致密度的碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1.将聚碳硅烷前驱体和烧结助剂Al₂O₃-Re₂O₃球磨混合后，保护气氛下，在500～1200℃裂解，得到混合粉体；

S2.将裂解所得混合粉体预压后在保护气氛下1500～1700℃进行无压烧结，制得高致密度的碳化硅陶瓷。

10.权利要求1～8任一项所述的高致密度的碳化硅陶瓷在高温冶金或发动机耐高温零部件领域中的应用。