CN107935597B - 一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法 - Google Patents

一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107935597B
CN107935597B CN201711265039.6A CN201711265039A CN107935597B CN 107935597 B CN107935597 B CN 107935597B CN 201711265039 A CN201711265039 A CN 201711265039A CN 107935597 B CN107935597 B CN 107935597B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
mixture
silicon carbide
sintering
sintering aid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711265039.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107935597A (zh
Inventor
张秀芝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingdezhen Zhuoming Ceramics Co.,Ltd.
Original Assignee
Jingdezhen Zhuoming Ceramics Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jingdezhen Zhuoming Ceramics Co ltd filed Critical Jingdezhen Zhuoming Ceramics Co ltd
Priority to CN201711265039.6A priority Critical patent/CN107935597B/zh
Publication of CN107935597A publication Critical patent/CN107935597A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107935597B publication Critical patent/CN107935597B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
    • C04B2235/445—Fluoride containing anions, e.g. fluosilicate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661—Multi-step sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Abstract

本发明公开了一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，步骤如下：制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶组成；称取碳化硅和烧结助剂，球磨混合，获得混合物A；将混合物A进行负压蒸干后，粉碎，过筛，获得混合物B；将混合物B模压成型，获得坯体；将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，升温至430‑450℃，保温2‑3h，然后向气氛烧结炉内通入空气，再升温至1650‑1700℃，保温2‑3h，随炉冷却后，即可。本发明制备的碳化硅陶瓷材料致密度良好，且具有良好的抗弯强度，烧结温度低，降低了制造过程中的能耗，能够满足市场需求，具有广阔的市场前景。

Description

一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法
技术领域
本发明涉及金属陶瓷材料技术领域，具体是一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法。
背景技术
随着科学技术的发展，特别是能源、空间技术、汽车工业等的发展，对材料的要求越来越苛刻，迫切需要开发一种新型的高性能结构材料。碳化硅陶瓷具有优良的高温力学性能，而且热膨胀系数小、热导率大、硬度高，具有一定的耐化学腐蚀性和抗氧化性强，因此被广泛应用于精密轴承、密封件、气轮机转子、喷嘴热交换器部件及原子热反应堆材料等。碳化硅是共价键化合物，碳和硅原子在烧结时的扩散速率非常低，很难用离子键结合材料常用的烧结方式进行烧结。纯SiC粉虽然可以通过热压达到致密，但需要超过2000℃的温度。较高的烧结温度造成碳化硅陶瓷材料在生产过程中的能耗较高，影响碳化硅陶瓷材料的成本，因此，如何降低烧成温度，并尽可能保持碳化硅陶瓷的优良性能，是碳化硅陶瓷领域研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，步骤如下：
1)制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶组成；
2)称取碳化硅和烧结助剂，投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合3-4h，获得混合物A；
3)将混合物A进行负压蒸发处理，以回收乙醇，蒸干后，粉碎，过60-80目筛，获得混合物B；
4)将混合物B模压成型，获得坯体；
5)将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，以70-80℃/h的升温速度升温至430-450℃，保温2-3h，然后向气氛烧结炉内通入空气，使气氛烧结炉的真空表压处于0.025Mpa，再以400-500℃/h的升温速度，升温至1650-1700℃，保温2-3h，随炉冷却后，即可；
其中，所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉45-50份、偏硅酸锌2-5份、硼铝酸锶0.4-0.7份；
所述烧结助剂的加入量为碳化硅重量的10-13％；
其中，所述烧结助剂的制备方法如下：
a)取锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶，投入至球磨机中，加入由水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮组成的球磨液，球磨混合2-3h，出料，获得第一混合物；
b)将第一混合物送入离心机中，进行离心处理，获取固相离心产物；
c)将固相离心产物在110-120℃下烘干后，在350-370℃下保温处理1-2h，获得第二混合物；
d)将第二混合物粉碎，过140-200目筛，即可获得烧结助剂，烧结助剂密封保存，备用。
作为本发明进一步的方案：所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉47份、偏硅酸锌3.5份、硼铝酸锶0.6份。
作为本发明进一步的方案：所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水60-70份、乙醇8-12份、聚乙烯吡咯烷酮2-5份。
作为本发明再进一步的方案：所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水65份、乙醇10份、聚乙烯吡咯烷酮4份。
作为本发明再进一步的方案：所述球磨液的制备方法为：按配比称取水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀后，即可。
作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的碳化硅陶瓷材料致密度良好，且具有良好的抗弯强度，烧结温度低，降低了制造过程中的能耗，符合节能环保的要求，能够满足市场需求，有利于拓展碳化硅陶瓷的应用范围，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，步骤如下：
1)制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶组成；
所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉45份、偏硅酸锌2份、硼铝酸锶0.4份；
所述烧结助剂的制备方法如下：
a)取锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶，投入至球磨机中，加入由水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮组成的球磨液，球磨混合2h，出料，获得第一混合物，所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水60份、乙醇8份、聚乙烯吡咯烷酮2份，所述球磨液的制备方法为：按配比称取水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀后，即可；
b)将第一混合物送入离心机中，进行离心处理，获取固相离心产物；
c)将固相离心产物在110℃下烘干后，在350℃下保温处理1h，获得第二混合物；
d)将第二混合物粉碎，过140目筛，即可获得烧结助剂，烧结助剂密封保存，备用；
2)称取碳化硅和烧结助剂，投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合3h，获得混合物A，其中，所述烧结助剂的加入量为碳化硅重量的10％，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40％；
3)将混合物A进行负压蒸发处理，以回收乙醇，蒸干后，粉碎，过60目筛，获得混合物B；
4)将混合物B模压成型，获得坯体；
5)将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，以70℃/h的升温速度升温至430℃，保温2h，然后向气氛烧结炉内通入空气，使气氛烧结炉的真空表压处于0.025Mpa，再以400℃/h的升温速度，升温至1650℃，保温2h，随炉冷却后，即可。
实施例2
一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，步骤如下：
1)制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶组成；
所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉46份、偏硅酸锌3份、硼铝酸锶0.5份；
所述烧结助剂的制备方法如下：
a)取锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶，投入至球磨机中，加入由水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮组成的球磨液，球磨混合2.5h，出料，获得第一混合物，所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水65份、乙醇9份、聚乙烯吡咯烷酮3份，所述球磨液的制备方法为：按配比称取水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀后，即可；
b)将第一混合物送入离心机中，进行离心处理，获取固相离心产物；
c)将固相离心产物在110℃下烘干后，在355℃下保温处理1.5h，获得第二混合物；
d)将第二混合物粉碎，过170目筛，即可获得烧结助剂，烧结助剂密封保存，备用；
2)称取碳化硅和烧结助剂，投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合3.5h，获得混合物A，其中，所述烧结助剂的加入量为碳化硅重量的11％，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40％；
3)将混合物A进行负压蒸发处理，以回收乙醇，蒸干后，粉碎，过60目筛，获得混合物B；
4)将混合物B模压成型，获得坯体；
5)将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，以75℃/h的升温速度升温至430℃，保温2.5h，然后向气氛烧结炉内通入空气，使气氛烧结炉的真空表压处于0.025Mpa，再以430℃/h的升温速度，升温至1650℃，保温2.5h，随炉冷却后，即可。
实施例3
一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，步骤如下：
1)制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶组成；
所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉47份、偏硅酸锌3.5份、硼铝酸锶0.6份；
所述烧结助剂的制备方法如下：
a)取锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶，投入至球磨机中，加入由水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮组成的球磨液，球磨混合2.5h，出料，获得第一混合物，所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水65份、乙醇10份、聚乙烯吡咯烷酮4份，所述球磨液的制备方法为：按配比称取水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀后，即可；
b)将第一混合物送入离心机中，进行离心处理，获取固相离心产物；
c)将固相离心产物在115℃下烘干后，在360℃下保温处理1.5h，获得第二混合物；
d)将第二混合物粉碎，过170目筛，即可获得烧结助剂，烧结助剂密封保存，备用；
2)称取碳化硅和烧结助剂，投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合3.5h，获得混合物A，其中，所述烧结助剂的加入量为碳化硅重量的11.5％，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40％；
3)将混合物A进行负压蒸发处理，以回收乙醇，蒸干后，粉碎，过70目筛，获得混合物B；
4)将混合物B模压成型，获得坯体；
5)将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，以75℃/h的升温速度升温至440℃，保温2.5h，然后向气氛烧结炉内通入空气，使气氛烧结炉的真空表压处于0.025Mpa，再以450℃/h的升温速度，升温至1680℃，保温2.5h，随炉冷却后，即可。
实施例4
一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，步骤如下：
1)制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶组成；
所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉48份、偏硅酸锌5份、硼铝酸锶0.6份；
所述烧结助剂的制备方法如下：
a)取锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶，投入至球磨机中，加入由水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮组成的球磨液，球磨混合3h，出料，获得第一混合物，所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水67份、乙醇10份、聚乙烯吡咯烷酮5份，所述球磨液的制备方法为：按配比称取水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀后，即可；
b)将第一混合物送入离心机中，进行离心处理，获取固相离心产物；
c)将固相离心产物在120℃下烘干后，在360℃下保温处理1.5h，获得第二混合物；
d)将第二混合物粉碎，过200目筛，即可获得烧结助剂，烧结助剂密封保存，备用；
2)称取碳化硅和烧结助剂，投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合3.5h，获得混合物A，其中，所述烧结助剂的加入量为碳化硅重量的12％，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40％；
3)将混合物A进行负压蒸发处理，以回收乙醇，蒸干后，粉碎，过70目筛，获得混合物B；
4)将混合物B模压成型，获得坯体；
5)将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，以75℃/h的升温速度升温至440℃，保温3h，然后向气氛烧结炉内通入空气，使气氛烧结炉的真空表压处于0.025Mpa，再以500℃/h的升温速度，升温至1700℃，保温2.5h，随炉冷却后，即可。
实施例5
一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，步骤如下：
1)制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶组成；
所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉50份、偏硅酸锌5份、硼铝酸锶0.7份；
所述烧结助剂的制备方法如下：
a)取锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶，投入至球磨机中，加入由水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮组成的球磨液，球磨混合3h，出料，获得第一混合物，所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水70份、乙醇12份、聚乙烯吡咯烷酮5份，所述球磨液的制备方法为：按配比称取水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀后，即可；
b)将第一混合物送入离心机中，进行离心处理，获取固相离心产物；
c)将固相离心产物在120℃下烘干后，在370℃下保温处理2h，获得第二混合物；
d)将第二混合物粉碎，过200目筛，即可获得烧结助剂，烧结助剂密封保存，备用；
2)称取碳化硅和烧结助剂，投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合4h，获得混合物A，其中，所述烧结助剂的加入量为碳化硅重量的13％，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40％；
3)将混合物A进行负压蒸发处理，以回收乙醇，蒸干后，粉碎，过80目筛，获得混合物B；
4)将混合物B模压成型，获得坯体；
5)将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，以80℃/h的升温速度升温至450℃，保温3h，然后向气氛烧结炉内通入空气，使气氛烧结炉的真空表压处于0.025Mpa，再以500℃/h的升温速度，升温至1700℃，保温3h，随炉冷却后，即可。
对比例1
与实施例3相比，所述烧结助剂不含偏硅酸锌，其他与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比，所述烧结助剂不含硼铝酸锶，其他与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，所述烧结助剂不含偏硅酸锌和硼铝酸锶，其他与实施例3相同。
对实施例1-5及对比例1-3所制备的碳化硅陶瓷材料进行性能测试，测试结果如下。
表1性能测试表
Figure GDA0002680716470000071
从以上结果中可以看出，本发明制备的碳化硅陶瓷材料致密度良好，且具有良好的抗弯强度，烧结温度低，降低了制造过程中的能耗，符合节能环保的要求，能够满足市场需求，有利于拓展碳化硅陶瓷的应用范围，具有广阔的市场前景。
另外，从本发明实施例3与对比例1-3的数据对比中可以看出，本发明通过在烧结助剂中添加偏硅酸锌和硼铝酸锶，能够在降低烧结温度的基础上，提高碳化硅陶瓷的致密度和抗弯强度。上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，其特征在于，步骤如下：
1）制备烧结助剂，所述烧结助剂由锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶组成；
2）称取碳化硅和烧结助剂，投入至球磨机中，以乙醇水溶液作为球磨液，球磨混合3-4h，获得混合物A；
3）将混合物A进行负压蒸发处理，以回收乙醇，蒸干后，粉碎，过60-80目筛，获得混合物B；
4）将混合物B模压成型，获得坯体；
5）将坯体送入气氛烧结炉中，采用氩气作为保护气氛，以70-80℃/h的升温速度升温至430-450℃，保温2-3h，然后向气氛烧结炉内通入空气，使气氛烧结炉的真空表压处于0.025Mpa，再以400-500℃/h的升温速度，升温至1650-1700℃，保温2-3h，随炉冷却后，即可；
其中，所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉45-50份、偏硅酸锌2-5份、硼铝酸锶0.4-0.7份；
所述烧结助剂的加入量为碳化硅重量的10-13%；
其中，所述烧结助剂的制备方法如下：
a）取锌粉、偏硅酸锌和硼铝酸锶，投入至球磨机中，加入由水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮组成的球磨液，球磨混合2-3h，出料，获得第一混合物；
b）将第一混合物送入离心机中，进行离心处理，获取固相离心产物；
c）将固相离心产物在110-120℃下烘干后，在350-370℃下保温处理1-2h，获得第二混合物；
d）将第二混合物粉碎，过140-200目筛，即可获得烧结助剂，烧结助剂密封保存，备用。
2.根据权利要求1所述的节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，其特征在于，所述烧结助剂由以下按照重量份的原料制成：锌粉47份、偏硅酸锌3.5份、硼铝酸锶0.6份。
3.根据权利要求2所述的节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，其特征在于，所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水60-70份、乙醇8-12份、聚乙烯吡咯烷酮2-5份。
4.根据权利要求3所述的节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，其特征在于，所述球磨液由以下按照重量份的原料制成：水65份、乙醇10份、聚乙烯吡咯烷酮4份。
5.根据权利要求4所述的节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，其特征在于，所述球磨液的制备方法为：按配比称取水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀后，即可。
6.根据权利要求1所述的节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法，其特征在于，步骤2）中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40%。
CN201711265039.6A 2017-12-05 2017-12-05 一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法 Active CN107935597B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711265039.6A CN107935597B (zh) 2017-12-05 2017-12-05 一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711265039.6A CN107935597B (zh) 2017-12-05 2017-12-05 一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107935597A CN107935597A (zh) 2018-04-20
CN107935597B true CN107935597B (zh) 2021-01-26

Family

ID=61945653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711265039.6A Active CN107935597B (zh) 2017-12-05 2017-12-05 一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107935597B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112608158A (zh) * 2020-12-31 2021-04-06 兆山科技（北京）有限公司 一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4691891B2 (ja) * 2003-04-24 2011-06-01 満之 大柳 Ｃ−ＳｉＣ焼結体およびその製造方法
CN102531392B (zh) * 2012-02-01 2014-09-03 云南云天化股份有限公司 一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法
KR101578439B1 (ko) * 2014-04-08 2015-12-21 서울시립대학교 산학협력단 고열전도성 상압소결 탄화규소 소재 제조용 조성물, 탄화규소 소재 및 소재의 제조방법
CN104030687B (zh) * 2014-04-28 2015-12-09 宁波东联密封件有限公司 一种碳化硅陶瓷及其低温烧结方法
CN104030721B (zh) * 2014-06-27 2015-08-19 武汉工程大学 一种低温烧结的多孔碳化硅陶瓷的制备方法
CN104628389A (zh) * 2015-01-28 2015-05-20 安徽省和翰光电科技有限公司 一种低温无压烧结的碳化硅陶瓷及其制备方法
CN105601319A (zh) * 2016-03-01 2016-05-25 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种低温助烧制备碳化硅多孔陶瓷的方法
KR101981543B1 (ko) * 2017-04-25 2019-05-27 한국기계연구원 알루미나-실리콘카바이드 복합체의 상압 소결 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN107935597A (zh) 2018-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104878267A (zh) 一种TiCN基金属陶瓷刀具材料及其微波烧结工艺
CN112390628B (zh) 一种氧化铝靶材的制备方法
CN113399662B (zh) 一种钼镧合金烧结坯的制备方法及其产品
CN107935598B (zh) 一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法
CN104386657B (zh) 一种高结晶度氮化硼的制备方法
CN101734920B (zh) 一种氮化钛多孔陶瓷及其制备方法
CN102653470B (zh) 铬二铝碳陶瓷靶材及其真空热压制备方法
CN104131208A (zh) 一种氧化铝-碳化钛微米复合陶瓷刀具材料及其微波烧结方法
CN107935597B (zh) 一种节约能源的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法
CN107164803A (zh) 一种简单控制相变制备β‑氮化硅晶须的方法
CN107500776A (zh) 一种聚晶立方氮化硼刀具材料及其制备方法
CN112981265A (zh) 一种无碳高速钢及其制备方法
CN109704780B (zh) 一种耐热冲击氮化硼-锶长石陶瓷基复合材料及其制备方法
CN104162661A (zh) 一种Al2O3-TiC-TiN微米复合陶瓷刀具材料及其微波烧结方法
CN104591743B (zh) 氮化硅-碳化铪复相陶瓷的制备方法
CN114835473B (zh) 一种氧化铝陶瓷及其制备方法
CN104445109B (zh) 一种表面活性剂辅助合成高结晶度氮化硼的方法
CN112608158A (zh) 一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法
CN114853347A (zh) 一种高导热低温共烧玻璃陶瓷基片及其制备方法
CN103922705B (zh) 一种低温烧结氧化锆增韧氧化铝材料及其制备方法
CN103922706B (zh) 一种低温烧结小比重高强度氧化锆-氧化铝复合材料及其制备方法
CN112194485A (zh) 一种热障涂层陶瓷材料及其制备方法和应用
CN113582701A (zh) 一种一步快速升温碳热还原氮化制备高纯单相AlON透明陶瓷粉体的方法
CN113233464A (zh) 一种高纯度钛碳化铝及其制备方法和应用
CN107500777A (zh) 新型pcbn刀具材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201230

Address after: 333000 north side of outer ring road, Jingdezhen Ceramic Park, Jiangxi Province

Applicant after: Jingdezhen Zhuoming Ceramics Co.,Ltd.

Address before: 450000 room C260, 1 tower, 96, Ruida Road, Zhengzhou high tech Industrial Development Zone, Henan

Applicant before: ZHENGZHOU SOUQU INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant