一种氮化硅/六方氮化硼纳米复相陶瓷的制备方法

摘要

本发明公开了一种氮化硅/六方氮化硼纳米复相陶瓷的制备方法。该方法采用硼酸三丁酯和正硅酸乙酯为原料，依次在商用h-BN粉体表面包覆纳米B₂O₃和SiO₂层，然后采用无压烧结技术获得氮化硅/六方氮化硼纳米复相陶瓷。本发明的制备方法操作简单、工艺条件容易控制，成本低廉，适合工业化生产，通过在h-BN粉体表面包覆B₂O₃和SiO₂层实现对h-BN粉体的化学改性，结合无压烧结技术实现h-BN颗粒的原位纳米化，从而制备出力学性能良好的氮化硅/六方氮化硼纳米复相陶瓷材料。

主权项

一种氮化硅/六方氮化硼纳米复相陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将六方氮化硼与无水乙醇混和均匀配制成六方氮化硼浆料，向六方氮化硼浆料中加入硼酸三丁酯的乙醇溶液，六方氮化硼与硼酸三丁酯的摩尔比为1：(0.005～0.05)；搅拌充分反应后，将乙醇蒸出得到混合粉体A；将所得混合粉体A烘干后，置于管式烧结炉，通入保护气氛，在200～500℃下处理0.5～6h，即得到表面包覆纳米氧化硼粒子层的六方氮化硼粉体；2)将上述包覆氧化硼层的六方氮化硼与无水乙醇混和均匀，加入正硅酸乙酯的乙醇溶液，六方氮化硼与正硅酸乙酯的摩尔比为1：(0.005～0.05)；搅拌充分反应后，将乙醇蒸出得到混合粉体B；将所得混合粉体B烘干后，置于管式烧结炉，通入保护气体，在170～500℃下处理0.5～6h，得到表面改性的氮化硼粉体，即表面依次包覆纳米氧化硅和氧化硼层的六方氮化硼粉体；3)按照质量百分比计，称取氮化硅80～90％，稀土氧化物5～15％，氧化铝1～8％，然后再掺入体积比为0～30％的表面改性的氮化硼粉体，将混合粉体进行湿法球磨，再将浆料进行烘干、研磨、过筛、造粒、模压成型、冷等静压处理制备出生坯；生坯在300～600℃下排胶8～24h，将排胶处理后的生坯置于气氛烧结炉，在保护气气氛下，以5～15℃/min的速率升温至1500～1850℃进行无压烧结，保温0.5～4h，即制得氮化硅/六方氮化硼纳米复相陶瓷材料。