以β-Sialon为过渡层的Al₂O₃-Si₃N₄梯度材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种以β-Sialon为过渡层的Al2O3-Si3N4梯度材料的制备方法。以β-Sialon粉体、Al2O3粉体、Si3N4粉体和Y2O3粉体为原料配制各单层的混合粉体，将各单层混合粉体分别在玛瑙研钵中研磨，然后将研磨完毕后的粉体在模具中用粉末叠层法逐层堆叠形成10-20层的原始梯度堆叠体，再用15~25MPa压力压制成型，然后在气压烧结炉中，在4~6MPa氮气压力、1600~1800℃烧结温度条件下保温3~5小时，即制得以β-Sialon为过渡层的Al2O3-Si3N4梯度材料；所述β-Sialon粉体为Z=3纯度为97%以上，Al2O3粉体、Si3N4粉体和Y2O3粉体均为化学纯以上纯度，粒度800nm~1000nm。本发明所制得梯度材料的梯度分布均匀，各层之间没有应力集中，制备过程简单易行，利于工业化生产。

主权项

一种以β‑Sialon为过渡层的Al2O3‑Si3N4梯度材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：(1)称取β‑Sialon粉体、Al2O3粉体、Si3N4粉体和Y2O3粉体为原料配制各单层的混合粉体，各单层中原料的质量百分比组成为Y2O3 2%，Al2O3 98~0%，Si3N4 0~98% ，β‑Sialon0~80%，四种粉体的质量百分比之和为100%，且从Al2O3端到Si3N4端，各组分的变化趋势是： Al2O3 从98%逐层减少为0%，Si3N4从0%逐层增加为98%，β‑Sialon 先从Al2O3端元的0%逐层增加到中间层的80%，然后逐层减少到Si3N4端元的0%，Y2O3保持为2%；(2)将步骤(1)得到的各单层混合粉体分别在玛瑙研钵中研磨4~6分钟，然后将研磨完毕后的粉体在模具中用粉末叠层法逐层堆叠形成10~20层的原始梯度堆叠体；(3)将步骤(2)形成的原始梯度堆叠体用15~25MPa压力压制成型；(4)将步骤(3)得到的压制成型体在气压烧结炉中，在4~6MPa氮气压力、1600~1800℃烧结温度条件下保温3~5小时，即制得以β‑Sialon为过渡层的Al2O3‑Si3N4梯度材料；所述β‑Sialon粉体Z=3，纯度为97%以上，Al2O3粉体、Si3N4粉体和Y2O3粉体均为化学纯以上纯度，粒度800nm~1000nm。