[发明专利]一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷由作为主晶相的β-氮化硅、作为次晶相的核壳结构及晶界玻璃相组成；所述核壳结构包含着色离子-镧系离子，成为氮化硅陶瓷的主要显色基团；所述核壳结构的尺寸为5nm～100nm，分布密度为1×10^-5～8×10^-5；所述晶界玻璃相的组成为Eu/Y/Mg-Si-Al-O-N；

所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷的制备方法包括：

以粒径在0.5～20μm的氮化硅粉体或/和粒径在0.2～30μm的硅粉体作为原料粉体，再加入烧结助剂和着色剂并混合，得到混合粉体；所述烧结助剂选自Al₂O₃、AlN、CaO、MgO、Y₂O₃、YAG、Ce₂O₃、Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺、镧系金属氧化物中至少一种；所述着色剂为金属铕的氧化物；

将所得混合粉体和粘结剂混合，再经压制成型，得到陶瓷坯体；

将所得陶瓷坯体经真空排胶后，再进行烧结和程序降温，得到所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷。

2.根据权利要求1所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述核壳结构的分布密度与氮化硅颜色的深浅呈现正相关，随着核壳结构分布密度增加，氮化硅颜色呈现出黄色至橘色的变化。

3.根据权利要求1所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述原料粉体、烧结助剂和着色剂的质量比为（75～97）：（10～2）：（15～1），各质量百分比之和为100%；当原料粉体含有硅粉体时，所述硅粉的质量按照换算成氮化硅粉体后的质量计算。

4.根据权利要求1所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，所述烧结助剂为MgO和自制的YAG粉体；所述自制的YAG粉体是将摩尔比为3:5的Y₂O₃和Al₂O₃粉体利用固相烧结的方法制备而成，其中烧结温度为1400℃，保温时间3小时，升温速率2℃/min，气氛为空气；其中MgO占混合粉体总质量的1～2wt%，自制的YAG占混合粉体总质量的1～8wt%。

5.根据权利要求1所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述烧结条件包括无压烧结、气压烧结和高温等静压烧结中至少一种；所述烧结的温度在1700～1950℃，气压为0.1～10MPa，烧结时间1小时～24小时。

6.根据权利要求5所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述烧结的升温速率为1～10℃/min。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷中核壳结构的分布密度可以通过程序降温来控制；所述程序降温为以0～20℃/min的降温速率将样品温度降低到室温～1600℃，在此温度下保温0～6h，最后随炉自然冷却。

8.根据权利要求7所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述程序降温的降温速率为3～20℃/分钟，温度为1000～1600℃，保温时间为1～4小时。

9.一种权利要求1-8中任一项所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷在消费电子产品美学装饰方面中应用。