一种金刚石-硅材料的快速烧结制备方法

摘要

本发明涉及一种金刚石-硅材料的快速烧结制备方法，1)选择粒度为18～23μm的金刚石，并且添加铝粉和氮化铝作为烧结促进剂；金刚石、硅粉、铝粉、氮化铝的重量份数比为19.6～30.4：27.2～33.3：0.85～2.7：0.5~1.3；2)将上述组分充分混合均匀后；3)选择φ20mm的石墨模具，将上述混合物装入石墨容器并放入放电等离子烧结炉；4)在放电等离子烧结炉抽真空，当真空度达到12~15Pa以下开始快速烧结；5）烧结过程中所加压力为35～39MPa，升温速度为80~120℃/分钟，烧结温度设定为1280～1320℃，并在真空或惰性气体环境下烧结；6)烧结结束后对产品进行随炉冷却并在900-950℃时卸掉压力。本发明的有益效果在于，设备和工艺简单、合成温度低，并且最大程度地提高产品致密度、减少产品微裂纹。

主权项

一种金刚石‑硅材料的快速烧结制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤： 1)选择粒度为18～23μm的金刚石，粒度为40～45μm、纯度在99. 99%的硅粉作为初始材料，并且添加铝粉和氮化铝作为烧结促进剂；金刚石、硅粉、铝粉、氮化铝的重量份数比为19.6～30.4：27.2～33.3：0.85～2.7：0.5~1.3；2)将上述组分充分混合均匀得到混合物；3)选择φ20 mm的石墨模具，将上述混合物装入石墨模具并放入放电等离子烧结炉； 4) 将放电等离子烧结炉抽真空，真空度达到12~15Pa以下；5）在惰性气体环境下进行烧结，烧结过程中所加压力为35~39MPa，升温速度为80~120oC/分钟，烧结温度设定为1280~1320oC，达到烧结温度后保持4‑5分钟； 6) 在烧结结束后对烧结产品进行随炉冷却，并在900‑950oC时卸掉压力，得到制品。