一种制备异形碳化硼陶瓷的方法

摘要

本发明属于陶瓷材料加工领域，公开了一种制备异形碳化硼陶瓷的方法。先用较粗的碳化硼粉和少量较细的碳化硼粉通过初次烧结得到多孔的碳化硼“骨架”，然后通过真空浸渍把较细的碳化硼粉渗入到这些孔隙之中再进行液相烧结，利用孔隙的毛细渗透作用，最后得到相对密度大约为98%TD的碳化硼陶瓷制品。通过多次浸渍和两次烧结后，得到的异形碳化硼陶瓷才用排水法对密度进行测定，产品密度到达了2.46g/cm³，即97.62%TD。这种烧结方法有效的解决了形状复杂的碳化硼陶瓷产品的生产问题，也为其它陶瓷产品提供了一条解决问题的方式。

主权项

一种制备异形碳化硼陶瓷的方法，其特征在于，步骤如下：(1)浇注成型：将70‑85wt％粒度为28微米的碳化硼粉和15‑30wt％粒度为0.5微米的碳化硼粉混合得到总碳化硼粉，再添加质量浓度为25‑40％的酚醛树脂乙醇溶液、水溶性脂肪烃消泡剂、水性有机分散剂和去离子水，混合分散，得到料浆，料浆中碳化硼质量含量为40‑60％；经过1‑2小时的静置排汽泡，将料浆浇注到石膏模具中，静置24小时，在50‑60℃烘干，然后在180℃温度条件下固化，得到多孔素坯；其中，总碳化硼粉、酚醛树脂的乙醇溶液、水溶性脂肪烃消泡剂和水性有机分散剂的质量比为1:0.1～0.15:0.001～0.003:0.001～0.003；(2)机械加工：用金刚石刀具将步骤(1)得到的多孔素坯加工得到所需尺寸；(3)干燥和埋烧：将步骤(2)机械加工得到的多孔素坯在90‑110℃温度条件下干燥2h，再埋入装有石墨粉的石墨坩埚中，在真空和惰性气氛条件下，以每分钟2‑3℃升温速度烧成，且分别在100℃、290℃和560℃均保温1.5h，烧成温度控制2200度，保温1h，自然降温出炉，得到有较大孔隙率的半成品；(4)制浸渍料浆：把0.3微米的碳化硼粉、水性有机分散剂、木质素磺酸盐的减水剂、Al₂O₃和Y₂O₃按照质量比为4:6混合为烧结促进剂以及有机水性湿润剂加入去离子水中，高速搅拌2‑3小时，分散得到浸渍料浆；其中，碳化硼粉、水性有机分散剂、木质素磺酸盐的减水剂、烧结促进剂、有机水性湿润剂和去离子水的质量比为55:0.1～0.3:0.1～0.3:3～10:0.05～0.3:45；(5)多次浸渍和埋烧：将步骤(3)得到的半成品的表面进行清除，然后将将其放入浸渍料浆中反复进行真空浸渍，取出，在50‑60℃温度条件下烘干，再进行真空浸渍，反复多次，直到前后两次烘干质量没有变化为止；把反复浸渍后的半成品再次埋入装有石墨的石墨坩埚中，在真空和惰性气氛条件下，采用与步骤(3)相同的烧成温度进行烧成，然后冷却出炉；浸渍和埋烧过程重复2次以上，直到密度达到要求；(6)成品：对步骤出炉(5)的产品再次用精细喷砂机对表面和内孔进行喷砂清理，即得到待制备的异形碳化硼陶瓷。