一种多孔Si₃N₄基体表面覆涂h-BN涂层的方法

摘要

一种多孔Si3N4基体表面覆涂h-BN涂层的方法，步骤为：一、按质量比将Si3N4、Y2O3、Al2O3和石油焦混合球磨制得料浆；二、将料浆干燥，过筛，将得到的粉末压成生坯，在N2气氛中烧结获得Si3N4基体；三、将Si3N4基体清洗，然后烘干，再将H3BO3覆涂在Si3N4基体表面；四、将覆涂有H3BO3的Si3N4基体加热，在Si3N4基体表面得到均匀的B2O3；五、将步骤四中表面具有B2O3的Si3N4基体加热，利用碳热还原反应得到Si3N4基体表面覆涂有h-BN涂层，本发明具有成本低，操作简单的特点，制备的复合结构综合了两种陶瓷材料的优点，可以在金属成型模具方面得到广泛应用。

主权项

一种多孔Si3N4基体表面覆涂h‑BN涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：一、按质量比将30‑50％的Si3N4、5％‑7％的Y2O3、2％‑6％Al2O3和40‑60％的石油焦混合装入球磨罐，以无水乙醇为球磨介质，用氮化硅磨球球磨24‑48h，制得料浆；二、将制得的料浆在40‑60℃干燥箱中干燥6‑12小时，过200目筛，得到粉末，将得到的粉末压成圆片生坯，在N2气氛中1600℃‑1800℃下烧结2‑3h，N2压力为2‑3个大气压，获得气孔率为25％‑35％的Si3N4基体；三、将烧结好的Si3N4基体用无水乙醇将表面清洗干净，然后放入烘干箱40‑60℃烘干备用，再将商用的H3BO3均匀覆涂在Si3N4基体表面，所需H3BO3质量与Si3N4基体表面积比为0.2‑0.6g/cm2；四、将覆涂有H3BO3的Si3N4基体放入炉中加热，加热时将基体倾斜7‑10度，加热温度为500‑700℃，加热速率为4‑6℃/min，根据化学反应方程式2H3BO3(S)＝B2O3(s)+3H2O(g)，在Si3N4基体表面得到均匀的B2O3；五、将步骤四中表面具有B2O3的Si3N4基体在压力为4个大气压的N2气氛中加热，温度为1500℃‑1700℃，利用碳热还原反应B2O3(s)+N2(g)+3C(s)→2BN(s)+3CO(g)，形成h‑BN涂层，即多孔Si3N4基体表面覆涂有h‑BN涂层。