[发明专利]一种高性能Si3N4结合SiC蜂窝陶瓷及其制备方法

摘要

本发明涉及一种高性能Si₃N₄结合SiC蜂窝陶瓷及其制备方法，本发明以Si晶圆切割尾料和SiC粉料制备过程中产生的抽尘粉，两种含Si的工业尾料为主要原料，加入一定量的增塑剂羟丙基甲基纤维素、润滑剂桐油和烧结助剂，依次通过混料、练泥、陈腐、挤出等工艺来制得SiC蜂窝陶瓷生坯，然后在氮气环境中对生坯进行烧结，通过烧结过程中Si粉氮化获得高性能Si₃N₄结合SiC蜂窝陶瓷。本发明制得的Si₃N₄结合SiC蜂窝陶瓷具有良好的抗热震性，热震后残余强度大，还具有高的常温和高温抗折强度、高温热导率高、以及优良的抗腐蚀性等特性。

主权项

1.一种高性能Si3N4结合SiC蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)向Si晶圆切割尾料中加入纯净水后搅拌、沉淀，然后去除上清液，处理后将尾料于80℃条件下将水分烘干；(2)将烘干后的Si晶圆切割尾料与SiC粉料制备过程中产生的抽尘粉、羟丙基甲基纤维素和烧结助剂按20‑40：60‑80：10‑20：1‑16的质量比混合，经球磨机混料10～36小时，获得混合物粉料；(3)向混合物粉料中加入纯净水和桐油，经混料机混料2～6小时，然后经真空练泥机练泥1～3次后密封，在温度为20～25℃条件下陈化2～3天，再练泥3～5次，获得泥料；其中，混合物粉料、纯净水和桐油的质量比为100：10‑30：5‑20；(4)将泥料经真空挤出机挤出成型，获得切面边长为40～500mm正方形，体壁厚为0.1～1mm的蜂窝体生坯；(5)将蜂窝体生坯在通风、避光、25℃恒温处风干1～3天，再置于80～150℃的恒温干燥箱中干燥1天；(6)将步骤(5)中干燥后的生坯置于真空炉中，在400～800℃保温4～5小时排胶，随炉冷却至室温；(7)经步骤(6)排胶处理过的生坯放入氮气炉中经氮气洗气，在氮气环境中常压烧结，温度以5～10℃/min的升温速度升至1300～1700℃，然后保温1～5个小时后随炉冷却至室温，即得蜂窝陶瓷成品。