一种具有球形气孔结构的BN/Si₃N₄复合陶瓷的制备方法

摘要

一种具有球形气孔结构的BN/Si₃N₄复合陶瓷的制备方法，它涉及一种多孔复合陶瓷的制备方法。本发明是要解决现有方法制备的陶瓷材料由于气孔重叠和气孔形状不规整而导致材料的稳定性和可靠性下降的问题，本发明的具体方法为：一、制备混合粉体；二、制备浆料；三、制备干燥后的生坯；四、将干燥后的生坯在空气炉中进行脱脂和脱除造孔剂处理，然后进行烧结，即得到具有球形气孔结构的多孔BN/Si₃N₄复合陶瓷。本发明适用于航空航天和机械工业领域。

主权项

一种具有球形气孔结构的BN/Si₃N₄复合陶瓷的制备方法，其特征在于具有球形气孔结构的BN/Si₃N₄复合陶瓷的制备方法按以下步骤进行：一、按体积份数称取Si₃N₄、BN和烧结助剂，得到陶瓷粉体，然后向陶瓷粉体中加入造孔剂，得到混合粉体；其中BN的平均粒径为0.5μm；Si₃N₄的体积份数为大于60份小于100份，BN的体积份数为大于0份小于40份，烧结助剂的体积份数为大于5份小于10份；二、向去离子水中加入有机单体、交联剂、润湿剂和分散剂，得到预混液，然后调节预混液的pH值至4.5～8.5，再加入混合粉体，然后球磨混合，得到浆料；其中浆料中陶瓷粉体的固相含量为30～45vol.%；有机单体的加入量为陶瓷粉体总质量的3～8wt.%，分散剂的加入量为陶瓷粉体总质量的0.2～0.6wt.%，润湿剂的加入量为陶瓷粉体总质量的2～6wt.%，有机单体和交联剂的质量比为（5～15）:1；三、在步骤二得到的浆料中加入引发剂和催化剂，搅拌后进行注模，得到固化的陶瓷湿坯，然后进行干燥，得到干燥后的生坯；四、将干燥后的生坯在空气炉中进行脱脂和脱除造孔剂处理，然后进行烧结，即得到具有球形气孔结构的多孔BN/Si₃N₄复合陶瓷；其中步骤一中造孔剂为PMMA空心球，粒径为5～20μm，加入量为陶瓷粉体总质量的1～60wt.%，步骤二中有机单体为丙烯酰胺；交联剂为N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺；润湿剂为聚乙二醇400；分散剂为聚丙烯酸。