一种氮化硅陶瓷材料在陶瓷轴承球制备中的应用

摘要

本发明提供一种高致密长寿命的氮化硅陶瓷材料以及用于制备该氮化硅陶瓷材料的组合物，该氮化硅陶瓷材料的晶相包含Si、N、Al、Y和O元素，以及一种或多种选自Zr、Ce、Sm和La的元素，按氮化硅陶瓷材料的总重量计，氮化硅的含量为85～98％(重量)；Al的含量为0.5～6％(重量)；Y的含量为1～5％(重量)；Zr的含量为1～5％(重量)；Ce的含量为0.5～2％(重量)；Sm的含量为0.5～2％(重量)；La的含量为0.5～2％(重量)。本发明进一步优化了氮化硅陶瓷材料中烧结助剂的组成和含量，从而改善了氮化硅陶瓷材料的致密度、强度、断裂韧性和硬度等性能指标，在相对较低生产成本下就可以实现大批量的生产。

主权项

一种氮化硅陶瓷材料在陶瓷轴承球制备中的应用，其特征在于该材料组成为，采用平均粒径为0.3μm，α‑Si3N4含量占总重量91wt％的Si3N4粉为原料，加入纯度99.99％，平均粒度1μm的Al2O3 3wt％；纯度99.99％，平均粒度0.8μm的Y2O3 2wt％；纯度99.99％，平均粒度0.8μm的Sm2O3 0.5wt％和纯度99.99％，平均粒度0.8μm的Ce2O3 2wt％，以氮化硅研磨球为磨介，以汽油为混合介质在卧式球磨机中搅拌30小时，料浆中的固相重量为料浆重量的40％；料浆在100～110℃下烘干，50MPa压制后造粒，制得平均粒径为150μm的氮化硅颗粒；将造粒后的氮化硅颗粒经220MPa冷等静压制成Φ25mm的球体后放入烘箱中60～80℃干燥12小时；在氮气压力为2MPa下1800℃保温2小时，再将氮化硅陶瓷球在200MPa，1600℃下保温1小时即可。