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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
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
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,其特征在于:由以下质量百分比的原料制造而成:

2.根据权利要求1所述的多孔氮化硅陶瓷零件,其特征在于: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。

3.根据权利要求1所述的多孔氮化硅陶瓷零件,其特征在于:α‑Si3N4中α相>95%,粉末粒径为1~10μm。

4.根据权利要求1所述的多孔氮化硅陶瓷零件,其特征在于:活性炭粒径D50≤100nm;

助烧剂为Y2O3。

5.一种权利要求1‑4任一项所述的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:

(b)选择性激光烧结技术制作零件素坯;

(c)首次真空压力浸渍;

(d)首次冷等静压处理;

(e)排胶处理;

(f)第二次真空压力浸渍;

(g)第二次冷等静压处理;

(h)碳热还原‑反应烧结。

6.根据权利要求5所述的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;

(b)采用选择性激光烧结技术制作零件素坯;

(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;

(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。

7.根据权利要求6所述的多孔氮化硅陶瓷零件的制造方法,其特征在于: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。

8.根据权利要求6所述的多孔氮化硅陶瓷零件的制造方法,其特征在于:步骤b中激光器为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。

9.根据权利要求6所述的多孔氮化硅陶瓷零件的制造方法,其特征在于: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%。

10.根据权利要求6所述的多孔氮化硅陶瓷零件的制造方法,其特征在于:第二次冷等静压处理后的零件素坯相对密度为58%~62%。