CN116379783A - 一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，涉及无压液相烧结成型技术领域，其包括呈环状的支撑围板，所述支撑围板的内侧壁设置有支撑托板，所述支撑托板用于放置待烧结的坯体；所述支撑托板的表面设置有用于与坯体接触的烧结助剂层。烧结过程中，支撑托板的表面的烧结助剂层在烧结炉内的高温的作用下熔融成液相，位于支撑托板上的液相的烧结助剂与坯体接触，以向坯体内部流动，从而补偿坯体内挥发的液相烧结助剂，从而有利于减小烧结后的炭化硅陶瓷产品的表面或内部产生气孔的可能性，有利于提高陶瓷产品的结构强度，以提高陶瓷产品烧结的质量。

Description

一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具

技术领域

本申请涉及无压液相烧结成型技术领域，尤其是涉及一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具。

背景技术

无压液相烧结是指：常压下，至少具有两种组分的粉末或压坯在烧结温度下形成液相和固相颗粒共同存在的烧结过程。

相关技术中公开了一种碳化硅陶瓷的制备方法，首先将碳化硅原料粉末与低熔点的烧结助剂通过液体混合制成原浆；原浆经研磨、造粒、坯体成型、脱脂处理后制成素坯；最后，将素坯放置在承烧架上并将承烧架放入烧结炉内进行烧结。烧结炉内的高温使得素坯内的低熔点的烧结助剂熔融成液相，以填充于碳化硅原料之间的间隙处，从而使素坯快速致密化，有助于提高炭化硅陶瓷的烧结速度。

针对上述中的相关技术，发明人认为，液相烧结的过程中，熔融成液相的烧结助剂容易产生挥发，从而可能导致烧结后的产品的表面或内部产生气孔，导致产品的结构强度较差，故有待改善。

发明内容

本申请的目的是提供一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，以改善烧结后的碳化硅陶瓷产品的表面或内部容易产生气孔的问题。

本申请提供的一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具采用如下的技术方案：

一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，包括呈环状的支撑围板，所述支撑围板的内侧壁设置有支撑托板，所述支撑托板用于放置待烧结的坯体；所述支撑托板的表面设置有用于与坯体接触的烧结助剂层。

通过采用上述技术方案，烧结过程中，支撑托板的表面的烧结助剂层在烧结炉内的高温的作用下熔融成液相，位于支撑托板上的液相的烧结助剂与坯体接触，以向坯体内部流动，从而补偿坯体内挥发的液相烧结助剂，从而有利于减小烧结后的炭化硅陶瓷产品的表面或内部产生气孔的可能性，有利于提高陶瓷产品的结构强度，以提高陶瓷产品烧结的质量。

可选的，所述支撑托板可与支撑围板脱离；所述支撑围板的内侧壁设置有支撑凸起，所述支撑凸起沿上下方向依次设置有多个；所述支撑托板的下表面与支撑凸起的上表面抵接。

通过采用上述技术方案，支撑凸起用于承接支撑托板；可在支撑围板内放置多个支撑托板，将待烧结的坯体放置于相邻两个支撑托板之间，以供位于下方位置的支撑托板支撑对应的坯体，从而可供多个坯体同时烧结，有助于提高坯体烧结的效率。另一方面，也可以在最上层的坯体的上方盖设支撑托板，每一层的支撑托板均推位于其下方的挥发的气相的烧结助剂具有阻挡作用，以进一步减小烧结助剂的挥发损耗。

可选的，所述支撑围板的外侧壁贯穿设置有用于移动支撑托板的操作口；所述操作口沿上下方向贯穿设置。

通过采用上述技术方案，当需要放置待烧结的坯体时，可通过手或专用的夹持器具夹持支撑托板，将支撑托板由支撑围板的上端的口部向下放置，同时，手或夹持器具由操作口向下移动，以将支撑托板放置于对应的支撑凸起上。操作口的设置，有利于减小支撑托板与支撑围板之间的间隙，从而有利于减小支撑围板和支撑凸起的尺寸，以便于支撑围板或支撑凸起的加工、制造。

可选的，所述支撑围板设置有密封板；所述支撑围板位于操作口的两侧的外侧壁均设置有安装凸起，每个所述安装凸起的上表面设置有安装槽；所述密封板的两侧均设置有安装块，所述安装块设置有用于与安装槽插接配合的限位凸起。

通过采用上述技术方案，限位凸起与安装槽插接配合，以使密封板与支撑围板相连，从而可供密封板封堵操作口，以减小支撑围板内的挥发出的气相的烧结助剂由操作口向外散发的可能性，有利于使支撑围板内的气相的烧结助剂饱和，从而减小液相的烧结助剂进一步挥发的可能性。另外，限位凸起与安装槽配合，密封板将支撑围板位于操作口的两侧相互连接，以减小支撑围板因烧结炉内的高温而发生扩张变形的可能性，从而减小支撑托板与支撑凸起发生脱离的风险。

可选的，所述支撑围板的上端设置有支撑环圈，所述支撑环圈设置有供支撑围板的上端插设的支撑环槽。

通过采用上述技术方案，支撑围板的上端与支撑环槽插接配合，以限制支撑围板的上端的尺寸，从而减小支撑围板的上端发生扩张变形的可能性。

可选的，所述支撑托板呈网状。

通过采用上述技术方案，网状的支撑托板，有助于坯体内蒸发出的水蒸气的快速向上散发，以减小相邻两个支撑托板之间气压增加而导致坯体发生变形的风险，同时便于坯体的快速烧结成型。

可选的，所述支撑凸起设置有向上延伸的连接凸起，所述连接凸起沿支持围板的周向依次设置有多个；所述连接凸起用于与支撑托板的网孔插接配合。

通过采用上述技术方案，连接凸起与支撑托板的网孔插接配合，可限制支撑托板相对于支撑凸起的水平移动，从而减小支撑托板与支撑凸起发生脱离的可能性。另一方面，连接凸起与支撑托板配合，支撑围板位于支撑凸起的位置的内侧壁通过支撑托板相互连接，有利于减小支撑围板发生扩张变形的可能性。

可选的，所述支撑围板的内侧壁贯穿设置有调节槽，所述支撑凸起可相对于支撑围板移动；所述支撑凸起的其中一端贯穿插设于调节槽；所述支撑凸起的上表面设置有用于与支撑围板的外侧壁抵接的外抵接块，所述支持凸起的下表面设置有用于与支撑围板的内侧壁抵接的内抵接块；所述支撑凸起用于承接支撑托板的位置位于内抵接块背离外抵接块的一侧；所述内抵接块与外抵接块之间沿支撑围板的厚度方向的距离大于支撑围板的厚度。

通过采用上述技术方案，当需要调节支撑凸起的上下位置时，提起支撑凸起，使内抵接块和外抵接块均与支撑围板分离；然后向上或向下移动支撑凸起，即可调整支撑凸起的上下位置；当支撑凸起移动至指定位置后，松开支撑凸起，在支撑凸起自身重力作用下，支撑凸起绕内抵接块转动，以使外抵接块与支撑围板的外侧壁抵紧，从而是支撑凸起自动固定；当支撑托板放置于支撑凸起上后，支撑托板以及支撑托板上的坯体可使内抵接块和外抵接块与支撑围板进一步抵紧，以进一步提高支撑凸起或支撑托板自身固定的稳定性。

支撑凸起与调节槽配合，可实现对支撑凸起高度的无级调节，从而可提高对不同高度的坯体的适用性。另一方面，通过调节支撑托板的位置，以使支撑托板的下表面的烧结助剂层与位于其下方的坯体的上表面接触，从而可进一步补偿坯体内的烧结助剂。

可选的，所述支撑围板呈倒锥形。

通过采用上述技术方案，倒锥形的支撑围板的上端的口径大于其下端的口径，从而便于将支撑托板由上往下放置于支撑围板内壁处的对应的支撑凸起上，有利于减小支撑围板的内壁对放置支撑托板的操作的干涉。

可选的，所述支撑围板的下端设置有支撑板，支撑板的宽度方向沿支撑围板的厚度方向设置。

通过采用上述技术方案，支撑板用于增大支撑围板与底面积，从而有利于提高支撑围板保持竖立的稳定性；同时，支撑板体提高支撑围板下端的结构强度，减小支撑围板的下端发生变形或开裂等的可能性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. 支撑托板的表面的烧结助剂层可熔融成液相，以向坯体内部流动，从而补偿坯体内挥发的液相烧结助剂，从而有利于减小烧结后的炭化硅陶瓷产品的表面或内部产生气孔的可能性；

2. 设置操作口且支撑围板呈倒锥形，有利于提高支撑托板拆、装操作的便捷性；

3. 支撑凸起与调节槽配合，可实现对支撑凸起高度的无级调节，从而可提高对不同高度的坯体的适用性。另一方面，通过调节支撑托板的位置，以使支撑托板的下表面的烧结助剂层与位于其下方的坯体的上表面接触，从而可进一步补偿坯体内的烧结助剂。

附图说明

图1是本申请一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具的实施例1的整体结构示意图。

图2是用于移除其中一个弧形围板，用于展示实施例1用于多个不同高度的坯体烧结时的使用状态示意图。

图3是本申请一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具的实施例2的整体结构示意图。

图4是用于实施例2中的展示密封板与支撑围板之间连接结构的爆炸示意图。

图5是沿图3中的A-A线的剖视示意图。

图中，1、支撑围板；11、弧形围板；111、支撑板；112、安装凸起；1121、安装槽；113、调节槽；2、操作口；3、支撑凸起；31、插接槽；311、外抵接块；32、内抵接块；33、支撑部；331、连接凸起；4、支撑托板；5、坯体；6、密封板；61、安装块；611、限位凸起；7、支撑环圈；71、支撑环槽。

具体实施方式

以下结合附图1-附图5，对本申请作进一步详细说明。

实施例1

一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，参照图1，包括支撑围板1，支撑围板1包括两个弧形围板11，弧形围板11的横截面呈圆弧形；两个弧形围板11相互配合组合呈近似环状。两个弧形围板11之间设置有间隔，以形成上下贯穿的操作口2。在另一实施例中，弧形围板11的形状还可以是“匚”型；支撑围板1也可以是其中一侧贯穿开设缺口的一个弧形板。弧形围板11的材质包括石墨，在另一实施例中，弧形围板11的材质也可以是陶瓷。

参照图1，弧形围板11的内径由上往下逐渐变小，从而使两个弧形围板11形成的环状结构的整体呈倒锥形。弧形围板11的下端的外侧壁一体成型有支撑板111，支撑板111为弧形板，支撑板111的厚度方向沿上下方向设置，宽度方向沿弧形围板11的径向设置，以用于支撑弧形围板11。

参照图1和图2，弧形围板11的内侧壁设置有支撑凸起3，支撑凸起3沿上下方向依次间隔设置有多个；位于两个弧形围板11上同一高度位置的支撑凸起3为一组。支撑凸起3呈长条形，且支撑凸起3的长度方向沿弧形围板11的周向设置；支撑凸起3与弧形围板11一体成型连接。同一组支撑凸起3共同设置有支撑托板4，支撑托板4的下表面与对应的支撑凸起3的上表面抵接。支撑托板4用于承接待烧结的坯体5。支撑托板4安装时，通过操作口2按照由下往上的顺序依次支撑托板4放置于对应的支撑凸起3上，同时将对应的坯体5放置在支撑托板4上。弧形围板11的材质包括石墨，在另一实施例中，弧形围板11的材质也可以是陶瓷。

参照图1和图2，支撑托板4呈网状（图中未示出），且支撑托板4的上表面和下表面以及支撑托板4的网孔的内侧壁均烧结有烧结助剂层（图中未示出）。烧结助剂层包括氧化铝层和氧化钇层，氧化铝层位于氧化钇层与支撑托板4表面之间的位置。在另一实施例中，也可以是氧化钇层位于氧化铝层与支撑托板4表面之间的位置；在另一实施例中，烧结助剂层还可以是氧化铝粉末与氧化钇粉末混合后烧结形成的混合层；在另一实施例中，烧结助剂层还可以包括氮化铝或者其他材质的烧结助剂。

参照图2，坯体5放置于支撑托板4上时，支撑托板4的表面的烧结助剂层与坯体5接触。烧结时，烧结助剂层熔融呈液相，液相的烧结助剂可自动向坯体5内流动，以补偿坯体5内挥发的烧结助剂，从而有利于减小烧结后的陶瓷产品的表面或内部产生气孔的风险，有利于提高烧结制得的陶瓷产品的质量。

烧结助剂层的厚度为0.2~0.5mm；烧结助剂层的厚度根据坯体5的厚度确定，坯体5越厚，烧结助剂层的厚度越厚。具体为：坯体5厚度为1~5mm时，烧结助剂层的厚度为0.2~0.3mm；坯体5厚度为5~15mm时，烧结助剂层的厚度为0.3~0.4mm；坯体5厚度大于15mm时，烧结助剂层的厚度为0.4~0.5mm。本实施例中，烧结的坯体5的厚度为8mm，烧结助剂层的厚度为0.3mm。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

参照图3，弧形围板11设置有密封板6，密封板6用于盖设在操作口2上，以封堵操作口2。

参照图4，弧形围板11位于每个操作口2位置的一端的外侧壁均一体成型有安装凸起112，安装凸起112沿上下方向依次设置有多个；每个安装凸起112的上表面均向下一体成型有安装槽1121。密封板6位于其沿操作口2的宽度方向的两侧的位置均烧结连接有安装块61，安装块61位于密封板6朝向弧形围板11方向的侧壁；安装块61的数量有多个，且安装块61与安装凸起112一一对应。每个安装块61均一体成型有向下延伸的限位凸起611，每个限位凸起611均可插设于对应的安装槽1121内，以使密封板6的每一侧均与对应的弧形围板11相连。当需要拆卸密封板6时，向上提起密封板6，即可使限位凸起611与安装槽1121脱离，即可将密封板6拆下。

参照图4和图5，两个弧形围板11的上端共同设置有支撑环圈7，支撑环圈7呈封闭的环形。支撑环圈7的下表面一体成型有支撑环槽71，支撑环槽71沿支撑环圈7的周向设置呈环形。每个弧形围板11的上端均插设于支撑环槽71内，以提高两个弧形围板11之间相互连接的稳定性，同时有利于减小弧形围板11的上端方向烧结变形的可能性。

参照图4和图5，弧形围板11的内侧壁贯穿有调节槽113，调节槽113的长度方向沿上下方向设置，且调节槽113沿弧形围板11的周向依次间隔设置有多个。支撑凸起3呈杆状，支撑凸起3的其中一端贯穿插设于调节槽113内。本实施例中，每个调节槽113内的支撑凸起3的数量均有多个，每个支撑凸起3均可沿调节槽113上下滑动，以调节对应的支撑凸起3的位置，以用于支撑不同高度位置的支撑托板4。

参照图5，支撑凸起3位于弧形围板11的外部的长度小于其位于弧形围板11内部的长度。支撑凸起3的上表面一体成型有插接槽31，插接槽31位于弧形围板11的外部；弧形槽内插接有外抵接块311。支撑凸起3的下表面烧结连接有内抵接块32，内抵接块32位于弧形围板11的内部。外抵接块311和内抵接块32沿调节槽113的宽度方向的尺寸均大于调节槽113的宽度；外抵接块311与内抵接块32之间沿弧形围板11的厚度方向的距离大于弧形围板11的厚度。

参照图5，当支撑凸起3处于自由状态时，支撑凸起3在自身重力作用下，其位于位于弧形围板11的内部的一端向下倾斜，以使内抵接块32与弧形围板11的内侧壁抵紧、外抵接块311与弧形围板11的外侧壁抵紧，从而使支撑凸起3相对于弧形围板11自动保持固定。本实施例中，弧形围板11的内侧壁和外侧壁均设置有防滑纹（图中未示出），以减小外抵接块311或内抵接块32相对于弧形围板11发生滑动的可能性。

参照图5，支撑凸起3用于支撑支撑托板4的位置为支撑部33，支撑部33位于支撑凸起3的上表面，且支撑部33位于内抵接块32背离外抵接块311的一侧。支撑部33设置有连接凸起331，连接凸起331的其中一端与支撑部33烧结固定，另一端向上延伸设置；将支撑托板4放置于支撑部33后，连接凸起331可相对插设于支撑托板4的网孔内，以提高支撑托板4与支撑凸起3配合的稳定性。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：包括呈环状的支撑围板（1），所述支撑围板（1）的内侧壁设置有支撑托板（4），所述支撑托板（4）用于放置待烧结的坯体（5）；所述支撑托板（4）的表面设置有用于与坯体（5）接触的烧结助剂层。

2.根据权利要求1所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑托板（4）可与支撑围板（1）脱离；所述支撑围板（1）的内侧壁设置有支撑凸起（3），所述支撑凸起（3）沿上下方向依次设置有多个；所述支撑托板（4）的下表面与支撑凸起（3）的上表面抵接。

3.根据权利要求2所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑围板（1）的外侧壁贯穿设置有用于移动支撑托板（4）的操作口（2）；所述操作口（2）沿上下方向贯穿设置。

4.根据权利要求3所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑围板（1）设置有密封板（6）；所述支撑围板（1）位于操作口（2）的两侧的外侧壁均设置有安装凸起（112），每个所述安装凸起（112）的上表面设置有安装槽（1121）；所述密封板（6）的两侧均设置有安装块（61），所述安装块（61）设置有用于与安装槽（1121）插接配合的限位凸起（611）。

5.根据权利要求3所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑围板（1）的上端设置有支撑环圈（7），所述支撑环圈（7）设置有供支撑围板（1）的上端插设的支撑环槽（71）。

6.根据权利要求2所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑托板（4）呈网状。

7.根据权利要求6所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑凸起（3）设置有向上延伸的连接凸起（331），所述连接凸起（331）沿支持围板的周向依次设置有多个；所述连接凸起（331）用于与支撑托板（4）的网孔插接配合。

8.根据权利要求2所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑围板（1）的内侧壁贯穿设置有调节槽（113），所述支撑凸起（3）可相对于支撑围板（1）移动；所述支撑凸起（3）的其中一端贯穿插设于调节槽（113）；所述支撑凸起（3）的上表面设置有用于与支撑围板（1）的外侧壁抵接的外抵接块（311），所述支持凸起的下表面设置有用于与支撑围板（1）的内侧壁抵接的内抵接块（32）；所述支撑凸起（3）用于承接支撑托板（4）的位置位于内抵接块（32）背离外抵接块（311）的一侧；所述内抵接块（32）与外抵接块（311）之间沿支撑围板（1）的厚度方向的距离大于支撑围板（1）的厚度。

9.根据权利要求2所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑围板（1）呈倒锥形。

10.根据权利要求1所述的无压液相烧结碳化硅陶瓷用载具，其特征在于：所述支撑围板（1）的下端设置有支撑板（111），支撑板（111）的宽度方向沿支撑围板（1）的厚度方向设置。

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