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%。