[发明专利]一种大尺寸氮化硅陶瓷球及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅陶瓷球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将氮化硅粉、烧结助剂和增强相在无水乙醇中球磨混合后，进行造粒，得到造粒粉料；

将丙烯酸铵单体、交联剂、分散剂和水混合，得到预混液；

将所述造粒粉料分散于所述预混液中，向所得浆料中加入催化剂和引发剂，得到注凝浆料；

将所述注凝浆料进行真空注凝成形，微波干燥后，得到陶瓷球素坯；

将所述陶瓷球素坯依次进行排胶、冷等静压、气压烧结和加工，得到氮化硅陶瓷球；所述氮化硅陶瓷球的直径为20~200mm；

所述气压烧结的方式为两步气压烧结，第一步气压烧结的氮气压力为0.1~2MPa；第二步气压烧结的氮气压力为2~20MPa。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂包括氧化铝和稀土氧化物，所述稀土氧化物包括氧化钇、氧化镧、氧化钕、氧化镱和氧化铒中的一种或几种；所述混合后的造粒粉料中，所述氧化铝的质量百分含量为2~8%，所述稀土氧化物的质量百分含量为2~10%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述增强相包括碳化钨、碳化钛、氮化钛、碳化硅和碳化钼中的一种或几种；所述混合后的造粒粉料中，所述增强相的质量百分含量为0.5~5%；所述混合后的造粒粉料中，所述氮化硅粉的质量百分含量为85~95%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预混液中，丙烯酸铵单体的质量浓度为6~18%；

所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺，所述丙烯酸铵单体和交联剂的质量比为（5~15）:1；

所述分散剂包括聚丙烯酸铵、柠檬酸铵和六偏磷酸钠中的一种或几种；所述分散剂的质量为所述造粒粉料总质量的0.5~3%。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述造粒粉料在注凝浆料中的质量固相含量为60~85%；

所述引发剂包括过硫酸铵，所述引发剂的质量为浆料质量的0.01~0.1%；所述催化剂包括N,N,N,N-四甲基乙二胺，所述催化剂的质量为引发剂质量的20~60%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波干燥的温度为100~150℃，时间为10~120min；所述排胶的温度为450~650℃，保温时间为1~4h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷等静压的压力为100~300MPa，保压时间为30~300s。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述两步气压烧结中，第一步气压烧结的烧结温度为1600~1800℃，保温时间为1~6h；第二步气压烧结的烧结温度为1700~1900℃，保温时间为1~6h。

9.权利要求1~8任一项所述制备方法制备得到的氮化硅陶瓷球。