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专利号: 2020108552547
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料的制备方法,其包括以下步骤:S1、将非晶纳米Si3N4粉、纳米AlN粉和复合烧结助剂进行混合,得到混合粉末;

S2、将步骤S1中得到的混合粉末进行放电等离子烧结,得到超细晶Sialon基陶瓷材料;

所述复合烧结助剂包括GH4169高温合金粉末、Y2O3粉和Al2O3粉;

所述混合粉末中,非晶纳米Si3N4粉的质量百分含量为45%~50%,纳米AlN粉的质量百分含量为2%~5%,Y2O3粉的质量百分含量为3%~5%,Al2O3粉的质量百分含量为5%~

7%,GH4169高温合金粉末的质量百分含量为38%~42%。

2.根据权利要求1所述的具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述非晶纳米Si3N4粉的粒径为20~25nm;所述纳米AlN粉的粒径为38~42nm;所述Y2O3粉的粒径为18~22nm;所述Al2O3粉的粒径为18~22nm;所述GH4169高温合金粉的粒径为45~85μm。

3.根据权利要求1所述的具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中混合方法为湿法球磨,所述湿法球磨的介质为无水乙醇;所述球磨的时间为2~4h,转速为200~300rpm。

4.根据权利要求1所述的具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述烧结温度为1200℃~1300℃,升温到所述烧结温度的速率为10~50℃/min。

5.根据权利要求1所述的具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述放电等离子烧结的压力为25~35MPa,烧结保温时间为45~75min。

6.根据权利要求1所述的具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述复合烧结助剂中,GH4169高温合金的液相助烧温度为950~1150℃,Y2O3和Al2O3的液相助烧温度为1080~1240℃。

7.根据权利要求1所述的具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述复合烧结助剂具有促进Sialon基陶瓷材料烧结致密化的作用,所述烧结致密化包括以下三个阶段:

阶段一:在950~1080℃的温度区间内,GH4169高温合金熔融,生成少量液相并促进液相烧结;

阶段二:在1080~1150℃的温度区间内,Y2O3和Al2O3生成液相,同时GH4169高温合金的液相含量增加,三种烧结助剂共同促进Sialon陶瓷的液相烧结;

阶段三:在1150~1240℃的温度区间内,GH4169高温合金不参与液相烧结,仅有Y2O3和Al2O3共同促进Sialon陶瓷的致密化。

8.权利要求1~7任意一项所述制备方法制备得到的高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料,其特征在于,所述高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料的主晶相为O'‑Sialon相,平均晶粒尺寸为50~300nm。