1.一种纳米晶碳化硅块材,其平均晶粒尺寸小于100nm,其维氏硬度等于或高于40GPa。
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2.根据权利要求1所述的纳米晶碳化硅块材,其体积大于0.05mm。
3.根据权利要求1或2所述的纳米晶碳化硅块材制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
A)预处理:称取一定质量的碳化硅纳米粉,进行酸洗处理,然后用水稀释至接近中性后取出,烘干;
B)预压成型:将烘干后的原料进行预压,得到预压坯体;
C)烧结:对步骤B)得到的预压坯体进行高温高压烧结,其中烧结压力为4~28GPa,烧结温度为1000~2500℃,保温时间为1~60min;
D)出料:对步骤C)中的高温高压烧结设备进行降温卸压,取出烧结后的碳化硅块体,进行任选的后处理。
4.根据权利要求3所述的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤A)中所用的碳化硅纳米粉的晶粒尺寸为5~100nm,其是单一尺寸晶粒的或是几种尺寸晶粒的混合。
5.根据权利要求3所述的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤A)中酸洗所用的酸为氢氟酸,其浓度为10%~40%,酸洗时间为15~90min。
6.根据权利要求3所述的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤A)中的酸洗在聚四氟乙烯容器中、在超声波作用下进行。
7.根据权利要求6所述的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤A)的酸洗过程中还使用离心机进行处理。
8.根据权利要求1所述的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤A)中的烘干‑1
操作使用真空干燥箱进行,真空度高于1×10 Pa,烘干温度为40~80℃,烘干时间为12~
24h。
9.根据权利要求1所述的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤B)中施加的预压力为5~10MPa,预压方式为双向加压。
10.根据权利要求1所示的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤C)中,先将步骤B)得到的预压坯体装入氮化硼坩埚中,然后放入组装块中进行高温高压烧结,其中组装块包括加热体、保温层、传压层,加热体为铼片和/或石墨,保温层为氧化锆和/或氧化铝,传压层为氧化镁和/或铬酸镧;任选地,步骤C)中升温速率为50~150℃/min。