[发明专利]采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法

权利要求书

1.采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)球磨混料：

在氧化锆球磨罐中用氧化锆球对氧化铝、氧化钇和碳化硅粉末进行湿法球磨；

2)粉末干燥与装配：

2.1)球磨后的混合粉末进行过滤筛分，倒入玻璃容器内，然后置于干燥箱中于50～70℃下干燥6h，干燥以后的粉末再用研钵进行手工粉碎；

2.2)将混合干燥以后的粉末进行装配，装配容器包括石墨模具和石墨压头；

2.3)采用压片机对装配好后的粉末进行预压，预压压力为5～10MPa；

3)高温烧结：

将预压后的粉末置于放电等离子烧结炉中进行高温烧结，烧结气氛为氮气，升温速率为50～100℃/min，烧结温度为1850～2000℃，烧结时间为1～10min，烧结压力为40～50MPa。

2.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述的步骤1)中，所述氧化铝和氧化钇总含量在2-6wt％，且氧化铝和氧化钇的质量比为3：2。

3.根据权利要求1或2所述的采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述的步骤1)中，粉末纯度均达到99.9％，其中氧化铝和氧化钇粉末粒度为微米级，所选用的碳化硅粉末为纳米级的β-SiC，并且湿法球磨的介质优选丙酮。

4.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述的步骤1)中，球磨的设备为全方位行星式球磨机，以200～400r/min转速单向运行4～8h。

5.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述的步骤2.2)中，石墨模具采用高强度石墨材料。

6.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述的步骤3)中，氮气压力始终低于0.5MPa。

7.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述的步骤3)中，当烧结过程结束后，直接关闭程序进行自然降温至室温。

8.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结制备氮掺杂导电碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述的步骤3)中，制备的碳化硅陶瓷的电阻率10^-3～10¹Ω·cm，致密度均大于96％，硬度为14.58～24.69GPa，弹性模量为310.97～400.12GPa，断裂韧性为1.97～2.69MPa·m^1/2MPa·m^1/2，材料中的氮含量0.17～1.95wt％。