[发明专利]一种氮化硅陶瓷基片的制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅陶瓷基片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、将α-Si₃N₄粉末、β-Si₃N₄晶须、片状h-BN粉末和烧结助剂混合均匀，得到混合粉体，再将所述混合粉体与粘结剂经过辊压成型，制备得到β-Si₃N₄晶须定向排列的片状坯体，所述辊压成型是沿着所述片状坯体的长度方向进行辊压的；

步骤S2、将所述片状坯体经过脱脂处理后，得到脱脂坯体；

步骤S3、将所述脱脂坯体进行气压烧结，使α-Si₃N₄在所述β-Si₃N₄晶须的诱导下发生相变并促进β-Si₃N₄晶粒的取向生长，制备得到β-Si₃N₄棒状晶粒定向排列的氮化硅陶瓷基片。

2.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷基片的制备方法，其特征在于，制备所述β-Si₃N₄晶须定向排列的片状坯体还包括：将所述混合粉体与所述粘结剂经过辊压成型得到的坯体沿垂直长度方向进行切割，得到片状单元，将所述片状单元沿厚度方向叠层设置后，再沿所述片状单元的长度方向进行辊压，直至厚度小于坯体的初始厚度，即得到所述β-Si₃N₄晶须定向排列的片状坯体。

3.根据权利要求1-2任一项所述的氮化硅陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述氮化硅陶瓷基片中的β-Si₃N₄晶须沿所述氮化硅陶瓷基片的长度方向排列。

4.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述α-Si₃N₄粉末、所述β-Si₃N₄晶须和所述h-BN粉末的总量和所述烧结助剂的质量比为75-85:5-15:10，其中，所述β-Si₃N₄晶须和所述h-BN粉末的质量比为10:0.1-5:5。

5.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述片状坯体进行脱脂处理包括：将所述片状坯体加热至所述粘结剂的分解温度，以第一升温速率升温至所述粘结剂的挥发温度，再以第二升温速率将所述片状坯体的温度升至所述脱脂处理温度，进行所述脱脂处理，所述第一升温速率不高于0.5℃/min，所述第二升温速率不高于1℃/min，所述脱脂处理温度为500-700℃，所述脱脂处理时间为1-3h。

6.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述脱脂坯体进行气压烧结包括：将所述脱脂坯体的温度升至预气压烧结温度，进行预气压烧结，再将所述脱脂坯体的温度升至气压烧结温度，进行气压烧结，其中，升温速率为8-12℃/min，所述预气压烧结温度为1500℃，所述预气压烧结压力为0.5-1MPa，所述预气压烧结时间为1-2h，所述气压烧结温度为1800℃，所述气压烧结压力为5-10MPa，所述气压烧结时间为2-3h。