[发明专利]一种用粉煤灰制备β-Sialon粉体的微波烧结方法

摘要

本发明公开了一种用粉煤灰制备β-Sialon粉体的微波烧结方法。在利用粉煤灰制备的β-Sialon粉体中掺加3~6%的Y2O3烧结助剂，在无水乙醇介质中超声混合1小时制得料浆；再将料浆干燥后加入2~5%的聚乙烯醇即PVA成型粘结剂，经造粒、过筛，模压后经等静压成型，成型试样在马弗炉中450~650℃排胶1~4小时；然后在埋粉条件下，利用微波加热至1450~1600℃，保温15~40分钟后，自然冷却至室温后制得性能良好的烧结制品。本发明通过利用工业废弃物粉煤灰合成β-Sialon粉体，并结合微波烧结工艺，可以在较低温度和短时间内实现β-Sialon粉体的快速烧结，实现废物利用，操作简单，能耗少，节约成本。

主权项

一种用粉煤灰制备β‑Sialon粉体的微波烧结方法，其特征在于具体步骤为： (1)将粉煤灰与还原剂活性炭按照质量比100:30混合后，在流量为0.5升/分钟、纯度为99.9%的流动氮气气氛下，于1450℃保温6小时得到z值为2且质量百分比含量大于96%的β‑Sialon即Si4Al2O2N6粉体；(2)将步骤(1)制得的β‑Sialon粉体过0.074毫米筛后，掺入质量为过筛后粉体质量3~6%的Y2O3烧结助剂，然后在无水乙醇介质中常温超声混合1小时制得料浆；(3)将步骤(2)制得的料浆置于普通干燥箱中于80℃下烘干24小时，制得干燥后的粉体；(4)在步骤(3)制得的干燥后的粉体中添加质量为干燥后粉体质量2~5%的聚乙烯醇即PVA成型粘结剂，在研钵中进行研磨造粒，将造粒好的粉料过60目筛，随后用普通压片机在10~25MPa的压力下常温预压制得预成型坯体，再将所得预成型胚体用等静压成型机于50~150MPa的成型压力下常温等静压成型制得成型坯体；(5)将步骤(6)制得的成型坯体在马弗炉中以1~2.5℃/分钟的升温速率升至450~650℃，保温1~4小时以排除PVA成型粘结剂，即完成排胶；(6)把经步骤(5)排胶后的成型坯体置于微波烧结炉中，用质量百分数为60%SiC+30%Si3N4+10%BN的混合粉进行埋粉烧结，微波烧结炉的工作频率为2.45GHz，输入功率由100~1500瓦连续可调，通过调节微波烧结炉的输入功率来控制本步骤的升温速率为25~40℃/分钟，烧结温度为1450~1600℃，保温时间为15~40分钟，然后自然冷却至室温后即制得体积密度大小为2.80~2.95g·cm‑3，维氏显微硬度为1466~1563的β‑Sialon粉体烧结制品。