[发明专利]一种多孔β-SiAlON 陶瓷的制备方法

摘要

一种多孔β-SiAlON陶瓷的制备方法，它涉及一种多孔陶瓷材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有采用部分烧结法制备得到的多孔β-SiAlON陶瓷存在孔结构分布不均匀，且不能控制孔隙率的问题。方法：一、依照化学式Si6-zAlzOzN8-z准备材料；二、球磨混合得到混合粉末；三、采用崁烯、分散剂和混合粉末球磨得到均匀稳定的崁烯-β-SiAlON浆料；四、冷凝得到凝固的崁烯-β-SiAlON；五、经干燥得到干燥后崁烯-β-SiAlON；六、无压烧结得到多孔β-SiAlON陶瓷。本发明主要用于制备多孔β-SiAlON陶瓷。

主权项

一种多孔β‑SiAlON陶瓷的制备方法，其特征在于多孔β‑SiAlON陶瓷的制备方法是按以下步骤完成的：一、准备材料：依照化学式Si6‑zAlzOzN8‑z，按Si元素、Al元素、O元素与N元素摩尔比为6‑z:z:z:8‑z的比例称取Si3N4粉末、Al2O3粉末和AlN粉末；步骤一中所述的化学式Si6‑zAlzOzN8‑z中z为1、2、3或5；二、制备混合粉末：首先以Si3N4球为磨球，以无水乙醇为球磨介质，将步骤一称取的Si3N4粉末、Al2O3粉末和AlN粉末进行球磨湿混18h~22h，烘干过200目筛后得到混合粉末；步骤二中所述的Si3N4球质量与Si3N4粉末、Al2O3粉末和AlN粉末总质量的比为(0.9~1.1):1；步骤二中所述的无水乙醇体积与Si3N4粉末、Al2O3粉末和AlN粉末总质量的比为(1mL~2mL):1g；三、制备崁烯‑β‑SiAlON浆料：首先将崁烯、分散剂和混合粉末置于球磨罐中，然后在温度为55℃~65℃下球磨12h~24h，即得到均匀稳定的崁烯‑β‑SiAlON浆料；步骤三中所述的分散剂与混合粉末的质量比为(0.5~1):1，步骤三中所述的崁烯与混合粉末的体积比为(15~9):1；四、冷凝：首先在温度为55℃~65℃下对聚乙烯模具预热20min~40min，然后将步骤三得到的均匀稳定的崁烯‑β‑SiAlON浆料倒入预热好的聚乙烯模具中，再转移至制冷装置中，采用冷源进行冷凝，冷凝至完全凝固为止，得到凝固的崁烯‑β‑SiAlON；五、干燥：将步骤四得到凝固的崁烯‑β‑SiAlON置于温度为20℃~25℃空冷干燥40h~56h，或者将步骤四得到凝固的崁烯‑β‑SiAlON置于冷冻干燥机中，在温度为‑1℃~1℃下干燥40h~56h，即得到干燥后崁烯‑β‑SiAlON；六、无压烧结：将步骤五得到的干燥后崁烯‑β‑SiAlON放入石墨坩埚中，采用按BN粉末与Si3N4粉末体积比(0.9~1.1):1混合得到的BN/Si3N4混粉进行埋粉，埋粉厚度为8mm～12mm，然后在N2保护下以升温速率为20℃/min从室温升温至1800℃~1900℃，并继续在温度为1800℃~1900℃和N2保护条件下烧结1h~2h，即得到多孔β‑SiAlON陶瓷。