[发明专利]一种碳化硅陶瓷零件及其制备方法

摘要

本发明属于无机非金属材料领域，涉及碳化硅陶瓷零件及其制备方法，尤其是一种碳化硅陶瓷空心球的制备方法。本发明提供制备方法包括步骤：将酚醛树脂粉末、碳化硅粉末和聚乙烯醇，喷雾造粒，并通过3D打印的方法将粉料打印成型；将坯体套在相应形状的耐高温模具中升温固化，然后放入石墨舟中，用六方氮化硅与硅粉包覆后，进行反应烧结，并经过降温过程，得到烧结后的碳化硅坯体；将烧结后的碳化硅坯体用NaOH溶液除去表面的残留物，得到碳化硅陶瓷零件。本发明提供的制备工艺简单易行，能制备致密的任意形状的致密的碳化硅陶瓷，特别是空心球状的碳化硅陶瓷；本发明制备的碳化硅陶瓷尺寸精度较高。

主权项

一种碳化硅陶瓷零件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将酚醛树脂粉末与碳化硅粉末混合后，加入总质量10～20％的聚乙烯醇，球磨混合均匀后，喷雾造粒，得到酚醛树脂包覆碳化硅的粉料；S2.采用激光选择性烧结工艺，通过3D打印的方法将步骤S1中的酚醛树脂包覆碳化硅的粉料打印需要的零件形状的碳化硅坯体；S3.将步骤S2中的碳化硅坯体套在相应形状的耐高温模具中，在氮气保护气氛或真空环境中，以5℃/min的速度升温至450℃后，保温1～3h后，冷却进行脱胶得到固化的碳化硅坯体；S4.将步骤S3中的固化的碳化硅坯体放入石墨舟中，并在石墨舟中堆满由六方氮化硅与硅粉组成的熔渗剂粉末直至固化的碳化硅坯体完全埋入其中，进行反应烧结，并经过降温过程，得到烧结后的碳化硅坯体；所述的反应烧结条件为真空度不低于5×10‑1Pa，缓慢升温至1550～1700℃后，保温2h，在温度超过800℃后，升温速度不超过2℃/min；所述降温过程为关掉真空系统，在氮气或氩气保护下，保持气体压力不低于0.5MPa，并缓慢降温至200℃以下，降温速度不高于5℃/min；S5.将步骤S4中烧结后的碳化硅坯体浸泡在60～90℃的NaOH溶液中0.5～1h，除去表面的残留物，再经过清水清洗、烘干，得到碳化硅陶瓷零件。