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专利号: 2021108717845
申请人: 淄博国创中心先进车用材料技术创新中心
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-09-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多孔氮化硅陶瓷零件的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:(a)制备混合料:

将SiO2、活性炭、助烧剂、硅粉、α‑Si3N4混合,加入总质量的2倍无水乙醇,以α‑Si3N4球作为球磨介质在尼龙罐中球磨1~2h,干燥,过200目筛,然后与粘结剂混合;SiO2粉末粒径D50≤1µm,纯度99.5%以上;硅粉为工业硅粉,粒径D50≤1µm,纯度99.5%以上;

α‑Si3N4中α相>95%,粉末粒径为1~10µm;

活性炭粒径D50≤100nm;助烧剂为Y2O3;

粘结剂为双酚A型环氧树脂,粒径为10‑50μm;粘结剂的加入质量与原料的总质量比为

100:5 100:20;

~

(b)采用选择性激光烧结技术制作零件素坯:激光器为35~60W的CO2激光器,预加热温度为40~60℃,单层厚度为0.1~0.2mm,扫描间距为0.1 0.2mm,扫描速度800 4000mm/s;采用选择性激光烧结技术制作零件素坯的相对密度~ ~为30% 35%;

~

(c)首次真空压力浸渍:

将零件素坯体置入真空箱中,抽真空至100Pa 200Pa,保压15 60min后注入8% 30%浓度~ ~ ~的纳米α‑Si3N4悬浮液浸没,真空保持10min~20min,常压静置15min~60min,充入氮气对浸渍液渗压20 60min,压力200Pa 300Pa,于80℃~120℃干燥1h~3h,得到首次真空压力浸渍的~ ~零件素坯,将零件素坯使用包套密封包覆后进行抽真空处理;

(d)首次冷等静压处理:

升降压速度2‑8MPa/s,压力升至150 250MPa,保压15 30s再降压;

~ ~

(e)排胶处理:

以2 4℃/min的速度升至粘结剂软化点温度减去10℃,再以2℃/min的升温速度升至~

150 170℃,保温1.5h,最后以2℃/min的速度升至粘结剂分解温度加50℃,保温2h;

~

(f)对零件素坯第二次真空压力浸渍:(g)第二次冷等静压处理:

升降压速度2MPa/s~4MPa/s,压力升至200 300MPa,保压15 30s再降压;第二次冷等静~ ~压处理后的零件素坯相对密度为58%~62%;

(h)碳热还原反应烧结:

置于1atm的流动氮气气氛烧结炉中,以2 8℃/min速度升至烧结温度,1200℃ 1300℃,~ ~保温1 2h;再以10℃/min将温度升至1700℃ 1800℃,保温2h,得到多孔氮化硅陶瓷零件;

~ ~

所述的多孔氮化硅陶瓷零件,由以下质量百分比的原料制造而成:SiO2          30~60%活性炭        10 25%~

硅粉          10 20%~

α‑Si3N4 5~20%助烧剂        3 10%。

~