[发明专利]氮化硅材料固相有机前驱体除氧增强的方法

摘要

一种氮化硅材料的固相有机前驱体除氧增强的方法，属于陶瓷材料领域。本发明的内容是采用合理的工艺，将热塑性酚醛树脂转变成均匀包覆于氮化硅粉体颗粒表面的热固性固相有机碳前驱体，形成包覆层。该包覆层在热解过程中形成均匀弥散包覆层碳微粒，该碳微粒在烧结过程中与氮化硅粉中的含氧相二氧化硅原位生成弥散增强相碳化硅，而氧则以一氧化碳气体的形式逸出。本发明制备的材料有很好的强度和韧性。

主权项

1.一种氮化硅材料固相有机前驱体除氧增强的方法，在氧化硅粉体颗粒表面镀碳，使含氧相二氧化硅在烧结过程中转变为增强相碳化硅，其特征在于采用由热塑性酚醛树脂转变而来的固相有机前驱体碳源，将热塑酚醛树脂转变成热固性并均匀地包覆于氮化硅粉体颗粒的表面，形成固相有机前驱体包覆层，然后，在氮气保护下使上述包覆层热解出包覆分散的碳微粒，上述碳微粒在热压烧结过程中与氮化硅粉体中的含氧相二氧化硅原位生成颗粒增强相碳化硅，其工艺步骤如下：(1)将热塑性酚醛树脂和六次甲基四胺溶于酒精，六次甲基四胺的用量为酚醛树脂用量的8-10％(重量百分数)，将氮化硅粉末加入上述混合溶液中，球磨混合，球磨后的混合体烘干；(2)烘干后的混合体加热至200℃，在空气中固化1小时；(3)将步骤(2)中固化后的混合体置于石英管中在氮气保护下逐渐加热至1000℃下进行热解，使酚醛树脂分解出的碳均匀地分散于氮化硅粉体颗粒表面；(4)步骤(3)中的混合体降温后取出，加入助烧剂氧化铝及氧化钇并于酒精介质中球磨后烘干，上述氧化铝和氧化钇的摩尔百分含量各为3％；(5)步骤(4)中烘干后的混合体置于石墨模具中，在氮气保护下，热压烧结，热压烧结的温度为1600-1700℃，压力为20-30MPa，使碳转变为增强弥散相碳化硅，而氧则以一氧化碳的形式逸出，热压烧结后得到氮化硅陶瓷材料。