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专利号: 2021115749520
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种纳米晶碳化硅块材,其平均晶粒尺寸小于100 nm,其维氏硬度的渐进线硬度值3

高于40.5GPa,其体积大于0.05mm ,所述纳米晶碳化硅块材是由包括以下步骤的方法制备的: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,其中所述碳化硅纳米粉的晶粒尺寸为5 100 nm,其是单一尺寸晶粒的或是几~种尺寸晶粒的混合;

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15 28 GPa,烧~结温度为1400 1900 ℃,保温时间为5 20 min;

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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。

2.一种纳米晶碳化硅块材的制备方法,所述纳米晶碳化硅块材的平均晶粒尺寸小于3

100 nm,维氏硬度的渐进线硬度值高于40.5GPa,且体积大于0.05mm ,所述方法包括以下步骤: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,其中所述碳化硅纳米粉的晶粒尺寸为5 100 nm,其是单一尺寸晶粒的或是几~种尺寸晶粒的混合;

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15 28 GPa,烧~结温度为1400 1900 ℃,保温时间为5 20 min;

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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。

3.根据权利要求2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 90 min。

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4.根据权利要求2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。

5.根据权利要求4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。

6.根据权利要求2至5任一项所述的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤‑1A)中的烘干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 24 h。

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7.根据权利要求2至5任一项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 10 MPa,预压方式为双向加压。

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8.根据权利要求2至5任一项所述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。

9.根据权利要求8所述的纳米晶碳化硅块材的制备方法,其特征在于:步骤C)中升温速率为50  150 ℃/min。

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