CN115466124A - 一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用 - Google Patents

一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115466124A
CN115466124A CN202211173048.3A CN202211173048A CN115466124A CN 115466124 A CN115466124 A CN 115466124A CN 202211173048 A CN202211173048 A CN 202211173048A CN 115466124 A CN115466124 A CN 115466124A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon nitride
powder
orange
sintering
core
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.)
Granted
Application number
CN202211173048.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115466124B (zh
Inventor
张景贤
刘宁
李哲
周泊岸
段于森
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.)
Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Ceramics of CAS
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 Shanghai Institute of Ceramics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Priority to CN202211173048.3A priority Critical patent/CN115466124B/zh
Publication of CN115466124A publication Critical patent/CN115466124A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115466124B publication Critical patent/CN115466124B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • C04B35/515—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
    • C04B35/587—Fine ceramics
    • 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
    • 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
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • 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
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • 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
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • 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
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • 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
    • C04B2235/6565—Cooling 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
    • C04B2235/70—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
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • 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
    • C04B2235/9646—Optical properties
    • C04B2235/9661—Colour

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用。所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷由作为主晶相的β‑氮化硅、作为次晶相的核壳结构及晶界玻璃相组成；所述核壳结构包含着色离子‑镧系离子，成为氮化硅陶瓷的主要显色基团；所述晶界玻璃相的组成为Eu/Y/Mg‑Si‑Al‑O‑N。本发明制备的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷解决了氮化硅颜色单一且颜色单调的问题，同时制备方法简单，工艺易控，适于规模化生产。

Description

一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，特别涉及一种利用核壳结构调制颜色的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术
随着第五代移动通讯(5G)和无线充电(NFC)的兴起，手机背板和智能可穿戴设备外观件去金属化已经明确。陶瓷材料(氮化硅、氧化锆、氧化铝等)因兼具高导热、低介电损耗、优异的机械性能和生物相容性而跻身电子设备中极具吸引力的外壳材料。其中氮化硅陶瓷(Si3N4)具有更高的热导率(20～177w/(m·K))、更低的介电损耗(～10-4)和更出色的机械性能(KIC:8-12MPa·m1/2；σ:600-1500MPa)将取代氧化锆和氧化铝陶瓷成为5G手机背板和智能可穿戴设备外观件的理想材料。尽管氮化硅陶瓷凭借出色的性能取得了突出的成就，但颜色单一(通常为灰色)和颜色不可控的问题仍然存在。
氮化硅陶瓷呈色是因为其成分中含有着色氧化物，着色氧化物主要包括过渡金属和镧系金属氧化物两种。然而，过渡金属氧化物高温下易分解和挥发，因此镧系金属氧化物通常作为氮化硅陶瓷的着色剂。其中镧系金属氧化物的显色不仅与镧系离子的电子跃迁有关还与其所处的环境有关。由于镧系离子与硅离子半径相差巨大，所以镧系离子很难固溶于氮化硅晶格取代硅离子，而容易与其他烧结助剂离子发生反应生成着色结晶体。因此，可以通过程序降温控制着色结晶相的数量来调节所吸收特定波长范围内可见光的强度，从而达到调节氮化硅的颜色的目的。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷解决了氮化硅陶瓷颜色单一及颜色单调的问题。
本发明的第二个目的是提供一种利用核壳结构调制氮化硅颜色的方法，揭示了氮化硅陶瓷的显色机制，并从微观和宏观操作上对氮化硅陶瓷颜色进行渐进调节，使氮化硅颜色呈现出黄色至橘色(橙色系/黄色系)的变化。
本发明的第三个目的是提供一种工艺易控、适于规模化生产的制备橙色系/黄色系氮化硅陶瓷的方法。
本发明的第四个目的是提供所述一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷作为5G智能手机和可穿戴外壳材料的应用。
下面对本发明为实现上述发明目的所采用的技术方案作具体说明。
一方面，本发明提供了一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷由作为主晶相的β-氮化硅(含量75～97vol％)、作为次晶相的核壳结构(含量≤1vol％)及晶界玻璃相(含量2～25vol％)组成；所述核壳结构包含着色离子-镧系离子，成为氮化硅陶瓷的主要显色基团；所述晶界玻璃相的组成为Eu/Y/Mg-Si-Al-O-N。所述核壳结构的分布密度与氮化硅颜色的深浅呈现正相关。所述核壳结构的分布密度是扫描透射电镜(STEM)下，核壳结构的数量与所选区域的面积的比值。
较佳的，所述核壳结构的尺寸为5nm～100nm，分布密度为1×10-5～8×10-5；所述核壳结构的分布密度与氮化硅颜色的深浅呈现正相关，随着核壳结构分布密度增加，氮化硅颜色呈现出黄色至橘色的变化。
另一方面，本发明提供了一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷的制备方法，包括：
以粒径在0.5～20μm的氮化硅粉体或/和粒径在0.5～20μm的硅粉体作为原料粉体，再加入烧结助剂和着色剂并混合，得到混合粉体；所述烧结助剂选自Al2O3、AlN、CaO、MgO、Y2O3、YAG、Ce2O3、Y3Al5O12:Ce3+、镧系金属氧化物中至少一种；所述着色剂为金属铕的氧化物；
将所得混合粉体和粘结剂混合，再经压制成型，得到陶瓷坯体；
将所得陶瓷坯体经真空排胶后，再进行烧结和程序降温，得到所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷。
较佳的，所述原料粉体、烧结助剂和着色剂的质量比为(75～97)：(10～2)：(15～1)，各质量百分比之和为100％；当原料粉体含有硅粉体时，所述硅粉的质量按照换算成氮化硅粉体后的质量计算。
较佳地，所述氮化硅粉体的粒径范围为0.5～20μm，优选为0.5～5μm；所述硅粉体的粒径范围为0.2～30μm，优选为0.5～10μm。
较佳的，所述烧结助剂为MgO和自制的YAG粉体。其中MgO占混合粉体总质量的1～2wt％，YAG占混合粉体总质量的1～8wt％。
较佳地，所述自制的YAG粉体是将摩尔比为3:5的Y2O3和Al2O3粉体利用固相烧结的方法制备而成，其中烧结温度为1400℃，保温时间3小时，升温速率2°/min，气氛为空气。
较佳地，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛或/和聚甲基丙烯酸甲酯，加入量为混合粉体的总质量的0.8～1wt％。
较佳地，当原料粉体含有硅粉体时，将所得陶瓷坯体经真空排胶、氮化处理后，再进行烧结，得到所述青色氮化硅陶瓷，所述氮化处理的气氛为氮气、或氮气和氢气的混合气，温度为1300～1500℃，时间为6～10小时；优选地，所述氮气和氢气的体积比为(90～95):(10～5)。
较佳地，所述真空排胶的温度为600-900℃，时间为1～3小时；优选地，所述真空排胶的升温速率为3～10℃/分钟。
较佳地，所述烧结条件可以无压、气压和高温等静压等多种烧结方案。所述氮化硅陶瓷的烧结温度在1800-1900℃，气压为0.1～10MPa，升温速率为1～10℃/min，烧结时间2h～6h。
较佳地，所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷中核壳结构的分布密度可以通过程序降温来控制；所述程序降温为以0～20℃/min的降温速率将样品温度降低到室温～1600℃，在此温度下保温0～6h，最后随炉自然冷却；优选，所述程序降温的降温速率为3～20℃/分钟，温度为1000～1600℃，保温时间为1～4小时
再一方面，本发明提供了一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷在消费电子产品美学装饰方面中应用。
本发明具有至少如下有益效果：
(1)丰富了氮化硅的颜色，很好地解决了氮化硅颜色单一且颜色单调的问题；
(2)揭示了氮化硅陶瓷的显色机制，并可以调节氮化硅陶瓷颜色。
(3)制备方法简单，工艺易控，适于规模化生产。
附图说明
图1是实施例1，3，6中烧结加工后氮化硅陶瓷图片，从图1中可知随着着色剂氧化铕含量的增加，氮化硅的颜色呈黄色到橘黄再到橘色的变化；
图2分别是实施例1，3，6中烧结加工后氮化硅表面的光谱反射率曲线，从图2中可知实施例1，3，6分别在421～750，426～750，452～750nm波段间有较强的反射，因此分别呈黄色，橘黄色，橘色；
图3是实施例3(a)和实施例6(b)中氮化硅陶瓷样品的STEM图，从图3可知两个试样氮化硅基体中都存在核壳结构，其中核壳结构由白色方框和箭头指出；
图4是实施例6氮化硅陶瓷样品的EDS图像，从图4可知，核壳结构包含着色Eu离子以及其他烧结助剂离子；
图5是实施例6氮化硅陶瓷样品的高分辨TEM图像，从图5可知，β氮化硅晶粒中析出取向不同的纳米晶(黄色圆圈圈出)，分析可知纳米晶为Eu固溶体；
图6是实施例3(a)和实施例6(b)中核壳结构的分布密度图，从图6可知，实施例2中核壳结构的平均分布密度大约为2×10-5，实施例3中核壳结构的平均分布密度大约为8×10-5，因此氮化硅的颜色深浅程度与核壳结构分布密度呈正相关。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
在本公开中，所得氮化硅陶瓷颜色由黄色到橙色的变化主要靠程序降温来控制。以下示例性地说明本发明提供的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷的制备方法及氮化硅颜色调制方法。
以下示例性地说明氮化硅颜色调制方法。
包含着色离子-镧系离子的核壳结构，成为氮化硅陶瓷的主要显色集团，因此通过核壳结构在氮化硅陶瓷中的分布密度来调制氮化硅颜色的深浅。核壳结构的分布密度与氮化硅颜色的深浅呈正相关，随着核壳结构分布密度增加，氮化硅颜色呈现出黄色至橘色的变化，此过程可以通过程序降温来控制。所述核壳结构的分布密度是扫描透射电镜(STEM)下，核壳结构的数量与所选区域的面积的比值。
在可选的实施方式中，所述程序降温为以0～20℃/min的降温速率将样品温度降低到室温～1600℃，此温度下保温0～6h，最后随炉自然冷却。优选地，所述降温速率为3～20℃/分钟，温度为1000～1600℃，保温时间为1～4h。作为一个优选方案，其中所述降温速率为5～10℃/分钟，温度为1200～1500℃，保温时间为1～2h。此降温程序在缩短降温时间的前提下更有利于核壳结构的形成。
以下示例性地说明橙色系/黄色系氮化硅陶瓷的制备方法。
使用氮化硅粉体和/或硅粉为基体原料，加入适当比例的烧结助剂，着色剂，混合后得到混合粉体。所述烧结助剂选自Al2O3、AlN、CaO、MgO、Y2O3、YAG、Y3Al5O12:Ce3+、镧系金属氧化物中至少一种，所述着色剂为镧系金属铕的氧化物。所述原料粉体、烧结助剂和着色剂的质量比为(75～97)：(10～2)：(15～1)，各质量百分比之和为100％，当原料粉体含有硅粉体时，所述硅粉的质量按照换算成氮化硅粉体后的质量计算。作为一个优选方案，所述氮化硅粉体的粒径范围为0.5～20μm，优选为0.5～5μm；所述硅粉体的粒径范围为0.2～30μm，优选为0.5～20μm。作为一个优选方案，其中所述着色剂为氧化铕，其作为着色剂的加入量占原料总量的1～15wt％。作为一个优选方案，所述烧结助剂为MgO和自制的YAG粉体。其中MgO占混合粉体总质量的1～2wt％，YAG占混合粉体总质量的1～8wt％。选用MgO-YAG的混合粉体作为烧结助剂，可以形成充足的液相显著降低氮化硅陶瓷的烧结温度，最大程度地抑制着色剂的分解；同时使着色剂充分溶解于液相中，并伴随液相流动，使氮化硅着色更加均匀。所述自制的YAG粉体是将摩尔比为3:5的Y2O3和Al2O3粉体利用固相烧结的方法制备而成，其中烧结温度为1400℃，保温时间3小时，升温速率2℃/min，气氛为空气。采用自制的YAG粉体作为烧结助剂，可以减少成本，还可以降低产品大规模生产后原料断供的风险。
将混合粉体和粘结剂混合，再经压制成型(干压成型的压力为10～30MPa，冷等静压成型的压力为150～200MPa)，得到陶瓷坯体。所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛或/和聚甲基丙烯酸甲酯(优选聚乙烯醇缩丁醛PVB)，加入量为混合粉体的总质量的0.8～1wt％。混合方式可为球磨混合，所述行星球磨机的转速为250～400r/min，优选为380r/min。
将陶瓷坯体经真空排胶后，再进行烧结和程序降温，得到所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷。所述真空排胶的温度为300～900℃(优选600-900℃)，保温时间1～3小时；优选地，所述真空排胶的升温速率为3～10℃/分钟。作为一个优选方案，其中所述真空排胶温度为900℃，真空排胶的升温速率为3℃/min，保温时间为1h。所述烧结条件可以无压、气压和高温等静压等多种烧结方案。所述氮化硅陶瓷的烧结温度在1800～1900℃，气压为0.1～10MPa，烧结时间2h-6h。优选，烧结的升温速率可为1～10℃/min。烧结气氛可以为氮气或氩气等惰性气氛、或/和氢气等还原性气氛。作为一个优选方案，其中所述烧结条件为无压和气压烧结。所述氮化硅陶瓷的烧结温度在1750～1850℃，烧结的升温速率为5℃/min，气压为0.2～0.6MPa，烧结时间为2～3h。作为一个优选方案，其中所述程序降温的降温速率为5～10℃/分钟，温度为1200～1500，保温时间为1～2h。
在可选的实施方式中，当原料粉体含有硅粉体时，将所得陶瓷坯体经真空排胶、氮化处理后，再进行烧结，得到所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，所述氮化处理的气氛为氮气、或氮气和氢气的混合气，温度为1300～1500℃，时间为6～10小时；优选地，所述氮气和氢气的体积比为(90～95):(10～5)。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
将72.0g氮化硅粉体和3.2g氧化铕着色剂、0.7gPVB粘结剂以及4.8g烧结助剂氧化镁-YAG粉添加在160g无水乙醇中，氧化镁和YAG粉体的重量比例为1:2。在行星球磨机上以380r/min的转速球磨4h后将悬浊液倒出，烘干除去酒精后，将陶瓷粉末研磨碎并且过100目筛网后，等静压制备成50×50×5mm的陶瓷坯体。真空下以3℃/min的速度升温到900℃保温1h完成脱粘，经过缓慢脱粘后在碳管炉中，以5℃/min的升温速率达到1850℃，在氮气气氛中保温2h实现烧结。最后使样品随炉自然冷却可以得到致密、色彩均匀的黄色氮化硅陶瓷片。
按实施例1的方法制备的氮化硅陶瓷片采用阿基米德排水方法测得氮化硅陶瓷的致密度为96.8％。采用激光热导仪方法或仪器测得氮化硅陶瓷的热导率为35W/m·K。采用三点弯曲试验机检测材料的弯曲强度为936.2MPa，单边切口梁法检测材料的断裂韧性为10.5MPa·m1/2。采用爱色丽X-Rite Ci64分光测色仪(配备D65光源，积分球漫反射附件，测量孔径6mm)检测氮化硅的反射率和色度。氮化硅反射出421～750nm波段的可见光。色度检测结果显示，氮化硅呈现出黄色(78.16，a＝-0.42，b＝39.45)，经过抛光后的氮化硅显示出非常好的光泽。采用X射线衍射对陶瓷块的物相组成进行分析，发现只存在β-Si3N4相。利用场发射电子显微镜(配置扫描附件)测试陶瓷的STEM图像、高分辨TEM图像以及选区电子衍射花样(SAED)来检测样品的物相、结晶性等，根据STEM图像，发现氮化硅基体内有核壳结构存在，且核壳结构同时分布在β晶粒和晶界液相中，选取30张STEM图像计算核壳结构的分布密度，约为1×10-5；根据高分辨TEM图像发现核壳结构部分结晶；根据SAED图像可知核壳结构具有与β晶粒不同的晶体结构。
实施例2
将72.0g氮化硅粉体和3.2g氧化铕着色剂、0.7gPVB粘结剂以及4.8g烧结助剂氧化镁-YAG粉添加在160g无水乙醇中，氧化镁和YAG粉的重量比例为1:2。在行星球磨机上以380r/min的转速球磨4h后将悬浊液倒出，烘干除去酒精后，将陶瓷粉末研磨碎并且过100目筛网后，等静压制备成50×50×5mm的陶瓷坯体。真空下以3℃/min的速度升温到900℃保温1h完成脱粘，经过缓慢脱粘后在碳管炉中，以5℃/min的升温速率达到1850℃，在氮气气氛中，保温2h实现烧结。最后使以10℃/min的降温速率降低到室温可以得到致密、色彩均匀的黄色氮化硅陶瓷片。
按实施例2的方法制备的氮化硅陶瓷片采用阿基米德排水方法测得氮化硅陶瓷的致密度为97.1％。采用激光热导仪方法或仪器测得氮化硅陶瓷的热导率为32W/m·K。采用三点弯曲试验机检测材料的弯曲强度为973.6MPa，单边切口梁法检测材料的断裂韧性为10.8MPa·m1/2。采用爱色丽X-Rite Ci64分光测色仪(配备D65光源，积分球漫反射附件，测量孔径6mm)检测氮化硅的反射率和色度。氮化硅反射出424～750nm波段的可见光。色度检测结果显示，氮化硅呈现出橘黄色(L＝76.74，a＝-0.63，b＝40.24)，经过抛光后的氮化硅显示出非常好的光泽。采用X射线衍射对陶瓷块的物相组成进行分析，发现只存在β-Si3N4相。利用场发射电子显微镜(配置扫描附件)测试陶瓷的STEM图像、高分辨TEM图像以及选区电子衍射花样(SAED)来检测样品的物相、结晶性等，根据STEM图像，发现氮化硅基体内有核壳结构存在，且核壳结构同时分布在β晶粒和晶界液相中，选取30张STEM图像计算核壳结构的分布密度，约为1.2×10-5；根据高分辨TEM图像发现核壳结构部分结晶；根据SAED图像可知核壳结构具有与β晶粒不同的晶体结构。
实施例3
将72.0g氮化硅粉体和3.2g氧化铕着色剂、0.7gPVB粘结剂以及4.8g烧结助剂氧化镁-YAG粉添加在160g无水乙醇中，氧化镁和YAG粉的重量比例为1:2。在行星球磨机上以380r/min的转速球磨4h后将悬浊液倒出，烘干除去酒精后，将陶瓷粉末研磨碎并且过100目筛网后，等静压制备成50×50×5mm的陶瓷坯体。真空下以3℃/min的速度升温到900℃保温1h完成脱粘，经过缓慢脱粘后在碳管炉中，以5℃/min的升温速率达到1850℃，在氮气气氛中保温2h实现烧结。最后以10℃/min的降温速率降低到1500℃保温1h，最后随炉冷却可以得到致密、色彩均匀的橘黄色氮化硅陶瓷片。
按实施例3的方法制备的氮化硅陶瓷片采用阿基米德排水方法测得氮化硅陶瓷的致密度为97.3％。采用激光热导仪方法或仪器测得氮化硅陶瓷的热导率为30W/m·K。采用三点弯曲试验机检测材料的弯曲强度988.7MPa，单边切口梁法检测材料的断裂韧性为11.2MPa·m1/2。采用爱色丽X-Rite Ci64分光测色仪(配备D65光源，积分球漫反射附件，测量孔径6mm)检测氮化硅的反射率和色度。氮化硅反射出426～750nm波段的可见光。色度检测结果显示，氮化硅呈现出橘色(L＝77.98，a＝3.98，b＝43.56)，经过抛光后的氮化硅显示出非常好的光泽。采用X射线衍射对陶瓷块的物相组成进行分析，发现只存在β-Si3N4相。利用场发射电子显微镜(配置扫描附件)测试陶瓷的STEM图像、高分辨TEM图像以及选区电子衍射花样(SAED)来检测样品的物相、结晶性等，根据STEM图像，发现氮化硅基体内有核壳结构存在，且核壳结构同时分布在β晶粒和晶界液相中，选取30张STEM图像计算核壳结构的分布密度，约为2×10-5；根据高分辨TEM图像发现核壳结构部分结晶；根据SAED图像可知核壳结构具有与β晶粒不同的晶体结构。
实施例4
将72.0g氮化硅粉体和3.2g氧化铕着色剂、0.7gPVB粘结剂以及4.8g烧结助剂氧化镁-YAG粉添加在160g无水乙醇中，氧化镁和YAG粉的重量比例为1:2。在行星球磨机上以380r/min的转速球磨4h后将悬浊液倒出，烘干除去酒精后，将陶瓷粉末研磨碎并且过100目筛网后，等静压制备成50×50×5mm的陶瓷坯体。真空下以3℃/min的速度升温到900℃保温1h完成脱粘，经过缓慢脱粘后在碳管炉中，以5℃/min的升温速率达到1850℃，在氮气气氛中保温2h实现烧结。以10℃/min的降温速率降低到1400℃保温1h，最后随炉冷却可以得到致密、色彩均匀的橘黄色氮化硅陶瓷片。
按实施例4的方法制备的氮化硅陶瓷片采用阿基米德排水方法测得氮化硅陶瓷的致密度为97.2％。采用激光热导仪方法或仪器测得氮化硅陶瓷的热导率为28W/m·K。采用三点弯曲试验机检测材料的弯曲强度为1001.3MPa，单边切口梁法检测材料的断裂韧性为11.1MPa·m1/2。采用爱色丽X-Rite Ci64分光测色仪(配备D65光源，积分球漫反射附件，测量孔径6mm)检测氮化硅的反射率和色度。氮化硅反射出428～750nm波段的可见光。色度检测结果显示，氮化硅呈现出黄色(L＝68.34，a＝4.32，b＝45.26)，经过抛光后的氮化硅显示出非常好的光泽。采用X射线衍射对陶瓷块的物相组成进行分析，发现只存在β-Si3N4相。利用场发射电子显微镜(配置扫描附件)测试陶瓷的STEM图像、高分辨TEM图像以及选区电子衍射花样(SAED)来检测样品的物相、结晶性等，根据STEM图像，发现氮化硅基体内有核壳结构存在，且核壳结构同时分布在β晶粒和晶界液相中，选取30张STEM图像计算核壳结构的分布密度，约为2.8×10-5；根据高分辨TEM图像发现核壳结构部分结晶；根据SAED图像可知核壳结构具有与β晶粒不同的晶体结构。
实施例5
将72.0g氮化硅粉体和3.2g氧化铕着色剂、0.7gPVB粘结剂以及4.8g烧结助剂氧化镁-YAG粉添加在160g无水乙醇中，氧化镁和YAG粉的重量比例为1:2。在行星球磨机上以380r/min的转速球磨4h后将悬浊液倒出，烘干除去酒精后，将陶瓷粉末研磨碎并且过100目筛网后，等静压制备成50×50×5mm的陶瓷坯体。真空下以3℃/min的速度升温到900℃保温1h完成脱粘，经过缓慢脱粘后在碳管炉中，以5℃/min的升温速率达到1850℃，在氮气气氛中保温2h实现烧结。以10℃/min的降温速率降低到1200℃保温1h，最后随炉冷却可以得到致密、色彩均匀的橘黄色氮化硅陶瓷片。
按实施例5的方法制备的氮化硅陶瓷片采用阿基米德排水方法测得氮化硅陶瓷的致密度为98.1％。采用激光热导仪方法或仪器测得氮化硅陶瓷的热导率为27W/m·K。采用三点弯曲试验机检测材料的弯曲强度为1137.1MPa，单边切口梁法检测材料的断裂韧性为11.3MPa·m1/2。采用爱色丽X-Rite Ci64分光测色仪(配备D65光源，积分球漫反射附件，测量孔径6mm)检测氮化硅的反射率和色度。氮化硅反射出429～750nm波段的可见光。色度检测结果显示，氮化硅呈现出黄色(L＝75.74，a＝4.01，b＝44.24))，经过抛光后的氮化硅显示出非常好的光泽。采用X射线衍射对陶瓷块的物相组成进行分析，发现只存在β-Si3N4相。利用场发射电子显微镜(配置扫描附件)测试陶瓷的STEM图像、高分辨TEM图像以及选区电子衍射花样(SAED)来检测样品的物相、结晶性等，根据STEM图像，发现氮化硅基体内有核壳结构存在，且核壳结构同时分布在β晶粒和晶界液相中，选取30张STEM图像计算核壳结构的分布密度，约为3.2×10-5；根据高分辨TEM图像发现核壳结构部分结晶；根据SAED图像可知核壳结构具有与β晶粒不同的晶体结构。
实施例6
将72.0g氮化硅粉体和3.2g氧化铕着色剂、0.7gPVB粘结剂以及4.8g烧结助剂氧化镁-YAG粉添加在160g无水乙醇中，氧化镁和YAG粉的重量比例为1:2。在行星球磨机上以380r/min的转速球磨4h后将悬浊液倒出，烘干除去酒精后，将陶瓷粉末研磨碎并且过100目筛网后，等静压制备成50×50×5mm的陶瓷坯体。真空下以3℃/min的速度升温到900℃保温1h完成脱粘，经过缓慢脱粘后在碳管炉中，以5℃/min的升温速率达到1850℃，在氮气气氛中保温2h实现烧结。以10℃/min的降温速率降低到1200℃保温2h，最后随炉冷却可以得到致密、色彩均匀的橘色氮化硅陶瓷片。
按实施例6的方法制备的氮化硅陶瓷片采用阿基米德排水方法测得氮化硅陶瓷的致密度为98.4％。采用激光热导仪方法或仪器测得氮化硅陶瓷的热导率为25W/m·K。采用三点弯曲试验机检测材料的弯曲强度为1237.2MPa，单边切口梁法检测材料的断裂韧性为11.1MPa·m1/2。采用爱色丽X-Rite Ci64分光测色仪(配备D65光源，积分球漫反射附件，测量孔径6mm)检测氮化硅的反射率和色度。氮化硅反射出452～750nm波段的可见光。色度检测结果显示，氮化硅呈现出橘黄色(L＝68.34，a＝14.17，b＝49.27)，经过抛光后的氮化硅显示出非常好的光泽。采用X射线衍射对陶瓷块的物相组成进行分析，发现只存在β-Si3N4相。利用场发射电子显微镜(配置扫描附件)测试陶瓷的STEM图像、高分辨TEM图像以及选区电子衍射花样(SAED)来检测样品的物相、结晶性等，根据STEM图像，发现氮化硅基体内有核壳结构存在，且核壳结构同时分布在β晶粒和晶界液相中，选取30张STEM图像计算核壳结构的分布密度，约为8×10-5；根据高分辨TEM图像发现核壳结构部分结晶；根据SAED图像可知核壳结构具有与β晶粒不同的晶体结构。
实施例7
将72.0g氮化硅粉体和3.2g氧化铕着色剂、0.7gPVB粘结剂以及4.8g烧结助剂氧化镁-YAG粉添加在160g无水乙醇中，氧化镁和YAG粉的重量比例为1:2。在行星球磨机上以380r/min的转速球磨4h后将悬浊液倒出，烘干除去酒精后，将陶瓷粉末研磨碎并且过100目筛网后，等静压制备成50×50×5mm的陶瓷坯体。真空下以3℃/min的速度升温到900℃保温1h完成脱粘，经过缓慢脱粘后在碳管炉中氮气气氛下，压力为0.6MPa，以5℃/min的升温速率达到1850℃，保温2h实现烧结。以5℃/min的降温速率降低到1200℃保温1h，最后随炉冷却可以得到致密、色彩均匀的橘黄色氮化硅陶瓷片。
按实施例7的方法制备的氮化硅陶瓷片采用阿基米德排水方法测得氮化硅陶瓷的致密度为98.3％。采用激光热导仪方法或仪器测得氮化硅陶瓷的热导率为26W/m·K。采用三点弯曲试验机检测材料的弯曲强度为1200MPa，单边切口梁法检测材料的断裂韧性为11.2MPa·m1/2。采用爱色丽X-Rite Ci64分光测色仪(配备D65光源，积分球漫反射附件，测量孔径6mm)检测氮化硅的反射率和色度。氮化硅反射出431～750nm波段的可见光。色度检测结果显示，氮化硅呈现出橘黄色(L＝69.74，a＝4.78，b＝48.24)，经过抛光后的氮化硅显示出非常好的光泽。采用X射线衍射对陶瓷块的物相组成进行分析，发现只存在β-Si3N4相。利用场发射电子显微镜(配置扫描附件)测试陶瓷的STEM图像、高分辨TEM图像以及选区电子衍射花样(SAED)来检测样品的物相、结晶性等，根据STEM图像，发现氮化硅基体内有核壳结构存在，且核壳结构同时分布在β晶粒和晶界液相中，选取30张STEM图像计算核壳结构的分布密度，约为3.8×10-5；根据高分辨TEM图像发现核壳结构部分结晶；根据SAED图像可知核壳结构具有与β晶粒不同的晶体结构。
表1为本发明中各实施例所采用的原料及其用量：
Figure BDA0003864119020000101
Figure BDA0003864119020000111
表2为本发明中各实施例所采用的工艺条件：
Figure BDA0003864119020000112
表3为本发明中各实施例所制得材料的性能：
Figure BDA0003864119020000113
从上表可以看出，本发明制得的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷材料具有如下特性：致密度为95.0％～99.5％(阿基米德排水法)；韧性为11MPa·m1/2左右(单边切口梁法)；强度为900MPa～1300MPa(三点弯曲抗弯强度测试)；热导率为25W/m·K～30W/m·K(激光热导仪，购自耐驰公司)；反射率值处在421～750nm的可见光区域(X-Rite Ci64分光测色仪，购自爱色丽公司)；核壳结构的分布密度随着降温速率和保温时间的降低而增加，氮化硅颜色相应从黄色变为橘色。

Claims (8)

1.一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷由作为主晶相的β-氮化硅、作为次晶相的核壳结构及晶界玻璃相组成；所述核壳结构包含着色离子-镧系离子，成为氮化硅陶瓷的主要显色基团；所述晶界玻璃相的组成为Eu/Y/Mg-Si-Al-O-N。
2.根据权利要求1所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷，其特征在于，所述核壳结构的尺寸为5nm～100nm，分布密度为1×10-5～8×10-5；所述核壳结构的分布密度与氮化硅颜色的深浅呈现正相关，随着核壳结构分布密度增加，氮化硅颜色呈现出黄色至橘色的变化。
3.一种权利要求1或2所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷的制备方法， 其特征在于，包括：
以粒径在0.5～20μm的氮化硅粉体或/和粒径在0.2～30μm的硅粉体作为原料粉体，再加入烧结助剂和着色剂并混合，得到混合粉体；所述烧结助剂选自Al2O3、AlN、CaO、MgO、Y2O3、YAG、Ce2O3、Y3Al5O12:Ce3+、镧系金属氧化物中至少一种；所述着色剂为金属铕的氧化物；
将所得混合粉体和粘结剂混合，再经压制成型，得到陶瓷坯体；
将所得陶瓷坯体经真空排胶后，再进行烧结和程序降温，得到所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述原料粉体、烧结助剂和着色剂的质量比为（75～97）：（10～2）：（15～1），各质量百分比之和为100%；当原料粉体含有硅粉体时，所述硅粉的质量按照换算成氮化硅粉体后的质量计算。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，所述烧结助剂为MgO和自制的YAG粉体；其中MgO占混合粉体总质量的1～2wt%，YAG占混合粉体总质量的1～8wt%。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧结条件包括无压烧结、气压烧结和高温等静压烧结中至少一种；所述烧结的温度在1700～1950℃，气压为0.1～10MPa，烧结时间1小时～24小时；优选，所述烧结的升温速率为1～10℃/min。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述橙色系/黄色系氮化硅陶瓷中核壳结构的分布密度可以通过程序降温来控制；所述程序降温为以0～20℃/min的降温速率将样品温度降低到室温～1600℃，在此温度下保温0～6h，最后随炉自然冷却；优选，所述程序降温的降温速率为3～20℃/分钟，温度为1000～1600℃，保温时间为1～4小时。
8.一种权利要求1或2所述的橙色系/黄色系氮化硅陶瓷在消费电子产品美学装饰方面中应用。
CN202211173048.3A 2022-09-26 2022-09-26 一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用 Active CN115466124B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211173048.3A CN115466124B (zh) 2022-09-26 2022-09-26 一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211173048.3A CN115466124B (zh) 2022-09-26 2022-09-26 一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115466124A true CN115466124A (zh) 2022-12-13
CN115466124B CN115466124B (zh) 2023-06-06

Family

ID=84335556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211173048.3A Active CN115466124B (zh) 2022-09-26 2022-09-26 一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115466124B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06329470A (ja) * 1993-05-19 1994-11-29 Toshiba Tungaloy Co Ltd 窒化ケイ素基焼結体およびその被覆焼結体
DE19705838A1 (de) * 1997-02-15 1998-08-27 Fraunhofer Ges Forschung Farbiger Siliciumnitridwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2000239099A (ja) * 1998-12-25 2000-09-05 Nissan Motor Co Ltd 窒化ケイ素有色単結晶及びその製造方法
JP2004059374A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Matsushita Electric Works Ltd 着色ジルコニア系複合セラミック焼結体及びその製造方法
DE102014018464A1 (de) * 2014-12-12 2016-06-16 Schott Ag Thermochrome pigmente, thermochrome beschichtung, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung
CN108947539A (zh) * 2018-09-11 2018-12-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种用于手机背板的氮化硅陶瓷材料及其制备方法
CN111533562A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 中国科学院上海硅酸盐研究所 黑色氮化硅陶瓷手机背板材料及使用其制备手机背板的方法
CN112110734A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种青色氮化硅陶瓷及其制备方法
CN113402203A (zh) * 2021-06-18 2021-09-17 Oppo广东移动通信有限公司 一种陶瓷复合材料及其制备方法、壳体及电子设备
CN115073185A (zh) * 2021-03-15 2022-09-20 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种绿色氮化硅手机背板材料

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06329470A (ja) * 1993-05-19 1994-11-29 Toshiba Tungaloy Co Ltd 窒化ケイ素基焼結体およびその被覆焼結体
DE19705838A1 (de) * 1997-02-15 1998-08-27 Fraunhofer Ges Forschung Farbiger Siliciumnitridwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2000239099A (ja) * 1998-12-25 2000-09-05 Nissan Motor Co Ltd 窒化ケイ素有色単結晶及びその製造方法
JP2004059374A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Matsushita Electric Works Ltd 着色ジルコニア系複合セラミック焼結体及びその製造方法
DE102014018464A1 (de) * 2014-12-12 2016-06-16 Schott Ag Thermochrome pigmente, thermochrome beschichtung, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung
CN108947539A (zh) * 2018-09-11 2018-12-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种用于手机背板的氮化硅陶瓷材料及其制备方法
US20220041512A1 (en) * 2018-09-11 2022-02-10 Shangha Institute Of Ceramics, Chinese Academy Of Sciences Silicon nitride ceramic material for mobile phone rear cover and preparation method therefor
CN112110734A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种青色氮化硅陶瓷及其制备方法
CN111533562A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 中国科学院上海硅酸盐研究所 黑色氮化硅陶瓷手机背板材料及使用其制备手机背板的方法
CN115073185A (zh) * 2021-03-15 2022-09-20 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种绿色氮化硅手机背板材料
CN113402203A (zh) * 2021-06-18 2021-09-17 Oppo广东移动通信有限公司 一种陶瓷复合材料及其制备方法、壳体及电子设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NING LIU: "Effect of rare earth oxides addition on the mechanical properties and coloration of silicon nitride ceramics", 《JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115466124B (zh) 2023-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109467453B (zh) 一种具有特征微观结构的荧光陶瓷及其制备方法和应用
CN107922272B (zh) 红色氧化锆烧结体及其制造方法
JP5708050B2 (ja) 赤色透光性ジルコニア焼結体及びその製造方法
EP1867698B1 (en) Phosphor and process for producing the same
CN112110734B (zh) 一种青色氮化硅陶瓷及其制备方法
KR101483657B1 (ko) 다상 ｓｉａｌｏｎ 기반 세라믹 재료를 포함하는 발광 장치
CN111533562A (zh) 黑色氮化硅陶瓷手机背板材料及使用其制备手机背板的方法
US20100167907A1 (en) Method for manufacturing transparent polycrystalline aluminum oxynitride
CN108947539A (zh) 一种用于手机背板的氮化硅陶瓷材料及其制备方法
CN104736664B (zh) 波长转换部件及使用其的发光装置
CN110218096A (zh) 一种高硬高耐磨氮化硅陶瓷及其制备方法和应用
CN110156476A (zh) 一种高硬高韧氮化硅基陶瓷及其制备方法和应用
US8481439B2 (en) Colored alumina sintered body of high toughness and high translucency, and its production method and its uses
Mohammadi et al. The effects of ball milling time on the rheological, optical, and microstructural properties of YAG transparent ceramics
CN115466124B (zh) 一种橙色系/黄色系氮化硅陶瓷及其制备方法和应用
KR20100107001A (ko) 산란이 감소된 ｌｅｄ를 위한 세라믹 재료 및 그것을 제조하는 방법
US11434143B2 (en) Polycrystalline YAG sintered body and production method thereof
CN115073185B (zh) 一种绿色氮化硅手机背板材料
CN112225564B (zh) 一种氮氧化铝透明陶瓷及其制备方法
JP2017077976A (ja) 黒色ジルコニア焼結体及びその用途
CN114773049B (zh) 一种可见-红外透明陶瓷及其制备方法
CN111434641A (zh) 用于白光照明的荧光陶瓷、制备方法及白光光源装置
CN113135737A (zh) 一种装载荧光粉的透明陶瓷材料及其制备方法与应用
Nagashima et al. Fabrication and optical characterization of high-density Al2O3 doped with slight MnO dopant
CN108585878A (zh) 一种高硬度MgAlON透明陶瓷及其制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant