1.一种氮化硅陶瓷材料的制备工艺,其特征在于,该工艺包括以下步骤:S1:将二氧化钛与羟甲基纤维素溶于丁二醇中,加热搅拌后得到混合液;将秸秆粉加入混合液中搅拌后进行干燥处理,于氮气气氛下进行焙烧,冷却至室温,粉磨后得到改性二氧化钛;
S2:将氮化硅粉体、所述改性二氧化钛以及纳米氧化镁混合均匀得到混合料;
S3:将所述混合料加入聚乙二醇溶液中,进行球磨后,将所得浆料烘干过筛,压模成型得到坯件;
S4:将所述坯件在氮气气氛下快速升温到1080℃,再慢速升温到1380℃,于预设速度下升温后进行保温,控制保温时长,冷却后得到多孔氮化硅陶瓷材料;
所述控制保温时长的过程为:
S401:采集各时刻的炉内坯件所有数据点的辐射强度数据;
S402:根据各时刻每个数据点与邻域数据点的辐射强度数据的差异性,得到每个数据点的区域孔洞热同步指数,结合聚类算法对所有数据点进行分类,得到各时刻的气孔扩张因子;
S403:根据相邻时刻的数值变化,对各时刻以及之前连续时刻的气孔扩张因子进行标记,得到各时刻的热保温饱和指数;
S404:根据连续时刻的热保温饱和指数,控制保温时长;
所述得到各时刻的气孔扩张因子,具体步骤包括:
对于各时刻,将各数据点与各预设方向上最近的数据点的辐射强度的差值绝对值作为各数据点在各预设方向上的辐射强度差异指数;计算各数据点所述辐射强度差异指数与预设大于零的调参因子的和值的倒数,将数据点在所有方向上所述倒数的求和结果作为数据点的区域孔洞热同步指数;
根据各时刻所有数据点所述区域孔洞热同步指数对数据点进行聚类;计算各聚类簇中所有数据点所述区域孔洞热同步指数的均值,记为各聚类簇的中心值;
计算各数据点所在聚类簇中数据点的数量与炉内辐射强度数据中所有数据点的数量的比值,记为各数据点的同步占比指数;各数据点的扩张显著值与所述同步占比指数成递增关系、与各数据点所在聚类簇的中心值成递减关系;
计算各时刻各数据点的扩张显著值与区域孔洞热同步指数的乘积;将各时刻所有数据点所述乘积的和值作为各时刻的气孔扩张因子;
所述得到各时刻的热保温饱和指数,具体步骤包括:
将各时刻以及之前的预设数量个时刻的气孔扩张因子所构成的序列记为各时刻的近邻气孔扩张因子序列;
对于各时刻的近邻气孔扩张因子序列,计算各元素与前一元素的差值,将各时刻各元素所述差值的归一化值,作为各元素的归一化扩张因子;对各时刻所有元素所述差值采用符号函数组成各时刻的近邻气孔扩张因子符号序列;
对于各时刻的近邻气孔扩张因子符号序列,将各元素之前元素值为1的元素数量与近邻气孔扩张因子符号序列的所有元素数量的比值,作为各元素的增长权重;
对于各时刻,计算近邻气孔扩张因子序列中除最后一个元素外各元素的归一化扩张因子与近邻气孔扩张因子符号序列中对应元素的增长权重的相乘结果,将各时刻所有元素所述相乘结果的和值作为各时刻的热保温饱和指数;
所述控制保温时长,具体为:
获取各时刻的热保温饱和指数的归一化结果,若连续设定数值个时刻所述归一化结果均大于等于预设饱和阈值,结束保温过程;否则,继续保温;
所述扩张显著值为各数据点所述同步占比指数与各数据点所在聚类簇的中心值的比值;所述于预设速度下升温具体为于1℃/min升温速度升温至1520 1680℃。
~
2.如权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷材料的制备工艺,其特征在于,所述二氧化钛、所述羟甲基纤维素、所述秸秆粉的质量比为1:0.03 0.06:0.13 0.3。
~ ~
3.如权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷材料的制备工艺,其特征在于,所述进行焙烧的温度为460 660℃,时长为3.5 5h。
~ ~
4.如权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷材料的制备工艺,其特征在于,所述氮化硅粉体、所述改性二氧化钛以及纳米氧化镁的质量百分比分别为74% 91%、5% 20%、3% 6%。
~ ~ ~
5.如权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷材料的制备工艺,其特征在于,所述氮化硅粉体的粒径为0.2~10 。
6.如权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷材料的制备工艺,其特征在于,所述聚乙二醇溶液的质量浓度为1% 10%,所述进行球磨的时间为3 22h。
~ ~