一种氮化硅/氮化钛纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种制备导电氮化硅/氮化钛纳米复合材料的方法，其特征在于在液氨溶液中，以Si₃N₄粉为成核基体，钛的卤化物和碱金属为反应原料，按Si₃N₄与TiN的体积比为90∶10～75∶25配料，在Si₃N₄颗粒表面一步原位反应合成纳米TiN，形成TiN包裹的Si₃N₄复合粉体；最后将复合粉体在700～900℃热处理后用SPS方法快速烧结，烧结温度为1500～1650℃，压力为50～70MPa，保温2～6分钟。制备的纳米复合材料，显微结构精细，晶粒尺寸小于500nm，断裂韧性达到了4.7MPa.m^1/2，并且当TiN体积含量达到或者超过20％时，所制备的复合材料的可采用放电切割机进行复杂形状的加工，降低加工成本。

主权项

1、一种Si3N4/TiN纳米复合材料的制备方法，包括配料、合成和烧结工艺，其特征在于具体步骤是：(A)TiN包裹Si3N4纳米复合粉体的制备以Si3N4粉、钛的卤化物溶液和碱金属为原料，TiN以液相还原方法反应生成，(a)按Si3N4与TiN的体积比90∶10～75∶25进行配料设计，(b)将Si3N4粉体均匀弥散在液氨中，作为成核基体，(c)再加入钛的卤化物溶液和碱金属进行反应，反应时间0.5-1.5小时，其中钛的卤化物和碱金属的摩尔比为1∶4～1∶5；(d)过滤并进行热处理，热处理温度700-900℃，制备成TiN包裹Si3N4 纳米复合粉体；(B)将步骤(A)制备的TiN包裹Si3N4纳米复合粉体，采用放电等离子SPS烧结方法烧结，烧结温度1500-1650℃、压力为50-70MPa，保温2-6分钟。