CN105330295A - 一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，主要包括以下步骤：(1)混合料制备：将氮化硅、氮化铝、氧化钇、氧化铝粉末通过球磨筒球磨混合后干燥过筛，制得混合料；(2)热压烧结：把混好的粉料装入石墨模具中，在热压炉中热压烧结。本发明技术可用于制备透明Sialon陶瓷，工艺流程简单，透光率可以达到30～50％，材料性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及Sialon陶瓷制备技术领域，尤其涉及一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法。
背景技术
Sialon是由Si-Al-O-N系所构成的多种化合物群的总称。Sialon陶瓷具有优良的耐腐蚀性、耐热冲击性、高温强度、电绝缘强度、化学稳定性等性能，是一种优异的高性能陶瓷材料，可用在机械、化工、冶金、航空航天、医学、生物、汽车等领域。α-Sialon是α-Si3N4的固溶体，其结构以α-Si3N4为基础，组分可以表示成MXSi2-(m+n)Alm+nOnN16-n，具有很高的硬度和耐磨性。
热压烧结是指在烧结过程中施加一定的压力，促使材料加速流动、重排和致密化。与无压烧结相比，热压烧结通过在烧结过程中施加外在压力，促使材料致密化，同时可以抑制晶粒长大，从而可以得到细晶粒陶瓷材料。
发明内容
本发明旨在提供一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，可以制备透明Sialon陶瓷，工艺流程简单，透光率可以达到30～50％，
为解决上述问题，采用的技术方案是：一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合料制备：将氮化硅、氮化铝、氧化钇、氧化铝粉末按照比例称取，放入球磨筒中，加入磨介球和分散介质，球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；
(2)热压烧结：把混好的粉料装入石墨模具中，在热压炉中热压烧结。
为解决上述问题，还采用以下技术措施：
前述的一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，混合料中各种粉末的质量比为：氮化硅65～80％、氧化钇5～20％、氮化铝5～15％、氧化铝0.1～2％。
前述的一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，球磨时的磨介球为氧化铝球，分散介质为无水乙醇。球料比为3：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)，球磨时间为40～50h。
前述的一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，热压烧结过程是将混好的粉料装入模具中，将模具放入真空热压炉，在20～30MPa压力下升温至1700～1900℃，保温30～90min，烧结在N2保护下进行。
与现有技术相比，本发明中通过，可以制备透明Sialon陶瓷，获得细晶粒陶瓷，透光率高，产品性能优异。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合料制备：将74.5％氮化硅、12.3％氧化钇、12.7％氮化铝、0.5％氧化铝按照重量比称取，放入球磨筒中，加入氧化铝球磨介球，和无水乙醇分散介质，球料比为3：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)，球磨40h后取出并烘干过筛，制成混合料；
(2)热压烧结：把混好的粉料装入石墨模具中，将模具放入真空热压炉，在25MPa压力下升温至1750℃，保温60min，烧结在N2保护下进行，1200℃温度以上时控制降温速度为50-60℃/min。该工艺制备的Y-α-Sialon透明陶瓷的透光率为42％。
实施例2：一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合料制备：将77.2％氮化硅、9.1％氧化钇、13.5％氮化铝、0.2％氧化铝按照重量比称取，放入球磨筒中，加入氧化铝球磨介球，和无水乙醇分散介质，球料比为3：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)，球磨40h后取出并烘干过筛，制成混合料；
(2)热压烧结：把混好的粉料装入石墨模具中，将模具放入真空热压炉，在25MPa压力下升温至1780℃，保温60min，烧结在N2保护下进行，1200℃温度以上时控制降温速度为50-60℃/min。该工艺制备的Y-α-Sialon透明陶瓷的透光率为47％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)混合料制备：将氮化硅、氮化铝、氧化钇、氧化铝粉末按照比例称取，放入球磨筒中，加入磨介球和分散介质，球磨后取出并烘干过筛，制成混合料；
(2)热压烧结：把混好的粉料装入石墨模具中，在热压炉中热压烧结。
2.如权利要求1所述的一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，其特征在于，混合料中各种粉末的质量比为：氮化硅65～80％、氧化钇5～20％、氮化铝5～15％、氧化铝0.1～2％。
3.如权利要求1所述的一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，其特征在于，球磨时的磨介球为氧化铝球，分散介质为无水乙醇。球料比为3：1(重量比)，固液比为1：5(体积比)，球磨时间为40～50h。
4.如权利要求1所述的一种Y-α-Sialon透明陶瓷的制备方法，其特征在于，热压烧结过程是将混好的粉料装入模具中，将模具放入真空热压炉，在20～30MPa压力下升温至1700～1900℃，保温30～90min，烧结在N2保护下进行。
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