一种基于硅烷偶联剂低温高致密碳化硅陶瓷制造方法

摘要

一种基于双组份偶联剂低温高致密碳化硅陶瓷的制造方法，其特征在于采用了双组份偶联剂键合的SiC-Al2O3-Y2O3体系，Al2O3和Y2O3为体系的烧结助剂，偶联剂通过烷氧基的水解在主体SiC表面及助剂Al2O3、Y2O3表面形成牢固的化学键合，同时通过两种偶联剂之间的基团反应在主体碳化硅表层形成牢固而致密的烧结助剂包覆层；将主要原料碳化硅粉(0.5-5微米)、双组份硅烷偶联剂、Al2O3、Y2O3(＜200纳米)烧结助剂通过分步高能球磨后经过过筛、成型、固化、高温烧结等主要工艺步骤，形成碳化硅陶瓷产品。该方法能在1800℃的低温下通过简单的工艺过程烧结制备得到相对致密度超过98％的致密碳化硅陶瓷，极大地降低了碳化硅生产过程的能源消耗。

主权项

一种基于硅烷偶联剂低温高致密碳化硅陶瓷的制造方法，其特征在于采用了双组份硅烷偶联剂键合的SiC Al2O3 Y2O3体系，该体系能在1800℃的低温下通过简单的工艺过程烧结制备得到相对致密度超过98％的致密碳化硅陶瓷，极大地降低了碳化硅生产过程的能源消耗；Al2O3和Y2O3作为体系的烧结助剂，在烧结温度(1750℃ 1800℃)下，Al2O3 Y2O3形成液相YAG，使碳和硅原子能在该较低温度下加速扩散而烧结；而体系中的硅烷偶联剂通过烷氧基的水解在主体SiC表面及助剂Al2O3、Y2O3表面形成牢固的化学键合，同时通过两种偶联剂之间的基团反应在主体碳化硅表层形成牢固而致密的烧结助剂包覆层；将主要原料95 98wt％碳化硅粉、2 5wt％硅烷偶联剂A常温下在高能球磨机中混合球磨3 5小时得到物料I；将烧结助剂30 70wt％Al2O3、28 65wt％Y2O3、2 5wt％硅烷偶联剂B在高能球磨机中混合球磨4 8小时得到物料II；将85 95wt％物料I、2 10wt％物料II、3 5wt％结合剂在高能球磨机中混合球磨5 10小时后经过过筛、成型、固化、高温烧结等主要工艺步骤，形成碳化硅陶瓷产品。