CN111138201A - 一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法 - Google Patents

一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111138201A
CN111138201A CN202010025232.8A CN202010025232A CN111138201A CN 111138201 A CN111138201 A CN 111138201A CN 202010025232 A CN202010025232 A CN 202010025232A CN 111138201 A CN111138201 A CN 111138201A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon nitride
nitride powder
powder
grinding
injection molding
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.)
Pending
Application number
CN202010025232.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王月隆
田建军
秦明礼
吴昊阳
贾宝瑞
张一铭
章林
曲选辉
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.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
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 University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN202010025232.8A priority Critical patent/CN111138201A/zh
Publication of CN111138201A publication Critical patent/CN111138201A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62695—Granulation or pelletising
    • 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
    • C04B35/58—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • 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
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/6261—Milling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法，属于陶瓷粉体制备技术领域。包括以下步骤：(1)称取一定量的氮化硅粉体，其形貌为不规则形状形貌；(2)将氮化硅粉体送入研磨进料口，通过喷嘴高速喷射气流，使粉体在研磨腔内碰撞、磨擦、剪切去除棱角；(3)通过调节进料速度、研磨气体压力和研磨次数，使氮化硅粉体得到充分研磨，经过收集器和除尘器进行收集物料。本发明采用高能气流对不规则形状氮化硅粉体进行整形和改性处理，提高粉体颗粒的球形度和流动性，以及粉体的松装密度、振实密度和比表面积，在同等流变行为下增加了流延成形浆料和注射成形喂料中氮化硅的体积分数，可解决因固体粉末颗粒含量低造成坯体初始密度低、烧结收缩率大、容易变形等问题。

Description

一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷粉体制备技术领域，涉及一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法。
背景技术
陶瓷粉末注射成形(简称CIM)是近代粉末注射成形技术的一个分支，它具有一次性成型复杂形状制品、产品尺寸精度高、无需机械加工或只需微量加工、易于实现生产自动化和产品性能优异的特点，弥补了传统粉末冶金工艺的不足，广泛应用于汽车、电子、生物医疗器械、机械、五金、兵器和航空航天等领域。另外，流延成形法由于具有设备简单、可连续操作、生产效率高、坯体性能均一等特点，已成为制备大面积、超薄陶瓷基片的重要方法，被广泛应用在电子工业、能源工业等领域。一般来说，两种工艺所选用的陶瓷粉末具有一定的物理化学特性，如颗粒形貌、大小、分布及比表面积等对混合料的流变性能有很大的影响，保持一定的流变性能前提下，流延和注射成形的喂料固相量越高越好，目的是减少制品烧结过程中出现坍塌和变形，降低制品收缩，提高良品率。
氮化硅是强共价键化合物，硬度大，强度高，热膨胀系数小，具有自润滑性，耐磨损，抗热震性能好，耐腐蚀，高温抗氧化能力强。因此，氮化硅材料在许多领域都存在应用。目前，硅粉直接氮化法由于其制备方法简单，产量高，成本低等优点，工业生产中大部分采用此方法生产氮化硅粉体。但这种方法制备的氮化硅粉体往往团聚严重，且形貌为不规则形貌，粉体的球形度较差，松装密度和振实密度较低，不适用于流延和注射成形，需要进一步对粉体进行处理。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法。采用高能气流对不规则形状氮化硅粉体进行整形和改性处理，提高粉体颗粒的球形度和流动性，以及粉体的松装密度、振实密度和比表面积，在同等流变行为下增加了流延成形浆料和注射成形喂料中氮化硅的体积分数，可解决因固体粉末颗粒含量低造成坯体初始密度低、烧结收缩率大、容易变形等问题，满足流延成形和注射成形等工业生产的技术要求。
本发明的技术方案是通过以下步骤实现的：
(1)称取一定量的氮化硅粉体，其形貌为不规则形状形貌。
(2)将氮化硅粉体送入研磨进料口，通过喷嘴高速喷射气流，使粉体在研磨腔内碰撞、磨擦、剪切去除棱角；
(3)通过调节进料速度、研磨气体压力和研磨次数，使氮化硅粉体得到充分研磨。经过收集器和除尘器进行收集物料；
进一步地，步骤(1)中所述的氮化硅粉体为硅粉直接氮化法合成的形貌不规则粉体。
进一步地，步骤(2)中所述高速气流选用干燥的压缩空气、氮气或者氩气的一种，研磨室内衬为聚氨酯、氮化硅材质的一种。
进一步地，步骤(3)中所述进料速度为50-1000g/min，气体压力为0.1-2Mpa，研磨次数为1-5次。
本发明的技术有以下的优势：
本发明使用的氮化硅为硅粉直接氮化法合成的形貌不规则粉体，只需高速气流进行整形即可满足流延和注射成形技术要求；
设备简单，工艺易于控制，成本低且效率高；使用聚氨酯或氮化硅材质作为研磨腔内衬，可避免引入其他金属杂质；粉体通过高速气流在研磨腔内碰撞、磨擦、剪切去除棱角，提高了氮化硅粉体比表面积、松装密度、振实密度以及球形度，增加氮化硅流延成形浆料和注射成形喂料的固含量等优点。
综上所述，本发明提供的一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法，工艺简单，成本较低，更加适于实用，且具有产业上的利用价值。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类制备方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其在制备方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
本发明的具体制备方法及其结构由以下实施例详细给出。
附图说明
图1为本发明实例1处理前氮化硅粉体的SEM图谱，
图2为本发明实例1处理后氮化硅粉体的SEM图谱。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法其具体实施方式、步骤、特征详细说明如后。
实施例1
1.氮化硅粉体为硅粉直接氮化法合成的形貌不规则粉体，松装密度为0.11g/cm3，振实密度为0.34g/cm3；
2.将氮化硅粉体以200g/min的速度送至送料口；
3.使用研磨室内衬材质为聚氨酯，干燥的压缩空气作为气源，气体压力调节为0.3Mpa，充分清洗研磨腔，待气压稳定开始送料；
4.经过收集器和除尘器进行收集研磨后的粉体，研磨次数为1次。
5.通过本方案制备得到的氮化硅粉体松装密度和振实密度分别为0.23g/cm3、0.68g/cm3，球形度增加，相同流变性能下可提高固含量8％。
实施例2
1.氮化硅粉体为硅粉直接氮化法合成的形貌不规则粉体，松装密度为0.11g/cm3，振实密度为0.34g/cm3；
2.将氮化硅粉体以500g/min的速度送至送料口；
3.使用研磨室内衬材质为氮化硅，干燥的压缩空气作为气源，气体压力调节为0.3Mpa，充分清洗研磨腔，待气压稳定开始送料；
4.经过收集器和除尘器进行收集研磨后的粉体，研磨次数为2次。
5.通过本方案制备得到的氮化硅粉体松装密度和振实密度分别为0.21g/cm3、0.64g/cm3，球形度增加，相同流变性能下可提高固含量7％。
实施例3
1.氮化硅粉体为硅粉直接氮化法合成的形貌不规则粉体，松装密度为0.11g/cm3，振实密度为0.34g/cm3；
2.将氮化硅粉体以200g/min的速度送至送料口；
3.使用研磨室内衬材质为聚氨酯，干燥的压缩空气作为气源，气体压力调节为0.5Mpa，充分清洗研磨腔，待气压稳定开始送料；
4.经过收集器和除尘器进行收集研磨后的粉体，研磨次数为1次。
5.通过本方案制备得到的氮化硅粉体松装密度和振实密度分别为0.28g/cm3、0.71g/cm3，球形度增加，相同流变性能下可提高固含量11％。
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方法及技术内容做出些许的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)

1.一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取一定量的氮化硅粉体，其形貌为不规则形状形貌；
(2)将氮化硅粉体送入研磨进料口，通过喷嘴高速喷射气流，使粉体在研磨腔内碰撞、磨擦、剪切去除棱角；
(3)通过调节进料速度、研磨气体压力和研磨次数，使氮化硅粉体得到充分研磨，经过收集器和除尘器进行收集物料。
2.根据权利要求1所述的一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的氮化硅粉体为硅粉直接氮化法合成的形貌不规则粉体。
3.根据权利要求1所述的一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述高速气流选用干燥的压缩空气、氮气或者氩气的一种，研磨室内衬为聚氨酯或氮化硅材质的一种。
4.根据权利要求1所述的一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述进料速度为50-1000g/min，气体压力为0.1-2Mpa，研磨次数为1-5次。
CN202010025232.8A 2020-01-09 2020-01-09 一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法 Pending CN111138201A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010025232.8A CN111138201A (zh) 2020-01-09 2020-01-09 一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010025232.8A CN111138201A (zh) 2020-01-09 2020-01-09 一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111138201A true CN111138201A (zh) 2020-05-12

Family

ID=70524332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010025232.8A Pending CN111138201A (zh) 2020-01-09 2020-01-09 一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111138201A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115286399A (zh) * 2022-08-01 2022-11-04 江苏铁锚玻璃股份有限公司 提升钇铝石榴石陶瓷粉体的均匀性和流动性的方法
CN115473003A (zh) * 2022-09-29 2022-12-13 乐凯胶片股份有限公司 陶瓷浆料、电池隔膜和锂离子电池

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1799995A (zh) * 2005-12-21 2006-07-12 北京科技大学 一种层状布料燃烧合成均质氮化硅粉体的方法
CN101229916A (zh) * 2007-01-26 2008-07-30 中国科学院理化技术研究所 以聚四氟乙烯为添加剂燃烧合成氮化硅粉体的方法
CN103011723A (zh) * 2012-12-12 2013-04-03 首钢总公司 大掺量钢渣泡沫混凝土砌块及其制备方法
CN103867133A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种保持持续破碎能力的自锐孕镶人造金刚石钻头
WO2016096136A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 Sasol Wax Gmbh Process for manufacturing a gypsum slurry or a gypsum product with the use of a wax powder, products obtained by the process and use of the wax powder for obtaining a moisture-resistant gypsum product
CN108213404A (zh) * 2016-12-21 2018-06-29 三环瓦克华（北京）磁性器件有限公司 制备钕铁硼永磁材料的微粉、靶式气流磨制粉方法及出粉
CN109399583A (zh) * 2018-12-19 2019-03-01 泰晟新材料科技有限公司 多晶硅切割废料合成高α相氮化硅粉体的工艺及反应器
CN110272283A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 江苏中能硅业科技发展有限公司 一种氮化硅粉的生产方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1799995A (zh) * 2005-12-21 2006-07-12 北京科技大学 一种层状布料燃烧合成均质氮化硅粉体的方法
CN101229916A (zh) * 2007-01-26 2008-07-30 中国科学院理化技术研究所 以聚四氟乙烯为添加剂燃烧合成氮化硅粉体的方法
CN103011723A (zh) * 2012-12-12 2013-04-03 首钢总公司 大掺量钢渣泡沫混凝土砌块及其制备方法
CN103867133A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种保持持续破碎能力的自锐孕镶人造金刚石钻头
WO2016096136A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 Sasol Wax Gmbh Process for manufacturing a gypsum slurry or a gypsum product with the use of a wax powder, products obtained by the process and use of the wax powder for obtaining a moisture-resistant gypsum product
CN108213404A (zh) * 2016-12-21 2018-06-29 三环瓦克华（北京）磁性器件有限公司 制备钕铁硼永磁材料的微粉、靶式气流磨制粉方法及出粉
CN110272283A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 江苏中能硅业科技发展有限公司 一种氮化硅粉的生产方法
CN109399583A (zh) * 2018-12-19 2019-03-01 泰晟新材料科技有限公司 多晶硅切割废料合成高α相氮化硅粉体的工艺及反应器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王超等: "《陶瓷成型技术》", 31 July 2012 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115286399A (zh) * 2022-08-01 2022-11-04 江苏铁锚玻璃股份有限公司 提升钇铝石榴石陶瓷粉体的均匀性和流动性的方法
CN115473003A (zh) * 2022-09-29 2022-12-13 乐凯胶片股份有限公司 陶瓷浆料、电池隔膜和锂离子电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101824575B (zh) 一种超细晶WC/Co系硬质合金及其制备方法
CN106270493B (zh) 一种金属陶瓷复合合金球形粉末及其制备方法
US3909241A (en) Process for producing free flowing powder and product
CN109877329B (zh) 基于流化床气流磨技术制备3d打印用钛及钛合金粉末
CN102717086B (zh) 一种短流程制备高铌钛铝合金球形微粉的方法
CN111138201A (zh) 一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法
CN112063905B (zh) 一种高性能WC-WCoB-Co复相硬质合金及其制备方法
CN110102752B (zh) 一种金属陶瓷用固溶合金粉末及制备方法
CN103626496B (zh) 一种非化学计量比碳化钛与氮化铝、氮化钛复合材料
CN103526295B (zh) 高纯高硬度聚晶立方氮化硼块体材料及其制备方法
CN105478776A (zh) 一种低温烧结制备高致密度纯钨制品的方法
IL141698A0 (en) Powder metal injection molding process for forming an article from the nickel-based superalloy "hastelloy x"
CN111761051B (zh) 一种粉末冶金用含铜铁粉及其制备方法
CN104674098B (zh) 基于TiCN‑(Ti,M)CN混芯结构的金属陶瓷材料及其制备方法
Li et al. Injection molding of tungsten powder treated by jet mill with high powder loading: A solution for fabrication of dense tungsten component at relative low temperature
CN107245628A (zh) 采用Ni‑Cu连续固溶体作粘结相的硬质合金材料及其制备方法
CN102537510B (zh) 无压烧结碳化硅陶瓷阀芯及其制备工艺
CN104550967A (zh) 一种粉末冶金工艺
CN112404453A (zh) 一种超细晶材料的增材制造方法
CN110204337B (zh) 一种航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法及其碳化硼陶瓷材料
CN108165791B (zh) 一种无粘结相超细碳化钨硬质合金的制备方法
CN109706360B (zh) 一种高强韧性非均匀结构WC-TiC-Co硬质合金的制备方法
CN110983142B (zh) 一种碳化钨-镍硬质合金的制备方法
AU2003269785B2 (en) Iron-based powder composition including a silane lubricant
JPH0254733A (ja) Ｔｉ焼結材料の製造方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200512