[发明专利]一种以金属铝粉为铝源的非晶和纳米晶硅硼碳氮铝陶瓷复合材料的制备方法

摘要

一种以金属铝粉为铝源的非晶和纳米晶硅硼碳氮铝陶瓷复合材料的制备方法，它涉及一种硅硼碳氮铝陶瓷复合材料的制备方法。它解决了现有制备硅硼碳氮铝材料的方法存在成本高、工艺复杂、难于控制、产量低和成型过程伴有分解的问题。方法：一、称取立方硅粉、六方氮化硼、石墨和金属铝粉为原料；二、原料球磨，得到非晶态的硅硼碳氮铝粉末；三、非晶态的硅硼碳氮铝粉末进行气氛热压烧结即完成。本发明具有制备过程简单、工艺可控、成型过程没有分解、成本低、产量高，适于工业化生产等优点，可成为开发硅硼碳氮铝陶瓷复合材料在工业中应用的有效手段；所得以金属铝粉为铝源的非晶和纳米晶硅硼碳氮铝陶瓷复合材料的力学性能好。

主权项

一种以金属铝粉为铝源的非晶和纳米晶硅硼碳氮铝陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于以金属铝粉为铝源的非晶和纳米晶硅硼碳氮铝陶瓷复合材料的制备方法按以下步骤进行：一、称取纯度为99％～99.9％的立方硅粉、纯度为98％～99.9％的六方氮化硼、纯度为99％～99.9％的石墨和纯度为99％～99.9％的金属铝粉为原料，其中各原料的摩尔比为Si∶BN∶C∶Al＝1∶0.5∶1.5∶0.3；二、将称取的原料和氮化硅磨球共同放入氮化硅球磨罐中，在氩气保护下采用行星式球磨机进行球磨10～80h，得到非晶态的硅硼碳氮铝粉末；三、非晶态的硅硼碳氮铝粉末置于烧结温度为1400～2000℃、压强为10～60MPa的氩气或氮气气氛下进行热压烧结10～60min，即完成以金属铝粉为铝源的非晶和纳米晶硅硼碳氮铝陶瓷复合材料的制备；其中步骤一中原料的粒径均为1～20μm；步骤二氮化硅球磨罐中的球料比为10～60∶1；步骤二中球磨的参数为：主盘转速100～400r/min，行星盘相对转速400～1200r/min。