[发明专利]一种基于硅胶模具凝胶注模成型的精密SiC陶瓷的制备方法及其精密SiC陶瓷

摘要

本发明属于陶瓷材料技术领域，公开了一种基于硅胶模具凝胶注模成型的精密SiC陶瓷的制备方法及其精密SiC陶瓷。本发明制备方法包括如下步骤：(1)模种制作：根据公式M＝P/((1‑a)(1‑b)(1‑c))，确定模种的尺寸M；三维建模，制作模种，并对模种表面进行打磨、抛光处理；(2)硅胶模具制作；(3)陶瓷浆料配制；(4)凝胶注模成型；(5)坯体干燥处理；(6)烧结处理，得到SiC陶瓷件。本发明还提供一种上述方法制备得到的精密SiC陶瓷。本发明方法通过使用弹性良好的硅胶模具进行凝胶注模成型、冷冻干燥和反应烧结，克服了复杂结构陶瓷件难成型、易变形的技术难题，实现复杂结构、精密尺寸SiC陶瓷的制备。

主权项

1.一种基于硅胶模具凝胶注模成型的精密SiC陶瓷的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)模种制作：根据公式M＝P/((1‑a)(1‑b)(1‑c))，其中a为硅胶模具开模缩水率，b为坯体干燥线性收缩率，c为烧结过程线性收缩率，P为目标产品尺寸，确定模种的尺寸M；三维建模，制作模种，并对模种表面进行打磨、抛光处理；(2)硅胶模具制作：将液态硅橡胶和交联剂混合，倒入装有模种的容器中，待硅橡胶固化后，剖开硅胶模具取出模种，并开挖注浆流道，得到硅胶模具；(3)陶瓷浆料配制：按重量份计，将90～100份水加热至55～60℃，加入10～20份丙烯酰胺单体、5～7份N,N‑亚甲基双丙烯酰胺交联剂和1～3份聚乙烯吡咯烷酮，搅拌溶解，得到预混液；称取90～110份SiC微粉、4～5份石墨粉和4～5份炭黑加入球磨罐中，加入上述预混液，在500～550r/min转速下球磨15～20min，得到浆料；(4)凝胶注模成型：往步骤(2)的硅胶模具内腔喷涂脱模剂，组装模具；将步骤(3)的浆料加入真空注型机主料斗中，硅胶模具置于注料口下方，将过硫酸铵水溶液通过辅料斗加入主料斗中，搅拌均匀，注入硅胶模中，静置固化；(5)坯体干燥处理：浆料固化后打开硅胶模具，取出陶瓷坯体，置于冷冻干燥机中干燥；(6)烧结处理：将干燥处理后坯体装入真空渗硅炉烧结，装炉时，在坯体下方铺垫硅砂，高温烧结，得到SiC陶瓷件。