氮化硅發(fā)熱體淀粉固結(jié)工藝制備

通過添加淀粉作為造孔劑及固結(jié)劑,可以在空氣下進(jìn)行部分氧化燒結(jié)制備出顯氣孔率高達(dá)73.?17%的多孔氮化硅基復(fù)合材料。此法為以氮化硅,氮化硼,二氧化硅作為陶瓷基體材料,通過淀粉固結(jié)工藝,采用常壓部分氧化燒結(jié)制備，通過控制淀粉的體積分?jǐn)?shù)、尺寸和幾何形狀來控制孔隙率和孔結(jié)構(gòu),從而控制材料的最終性能。

2.6擠壓成型制備

擠壓成型制備多孔氮化硅陶瓷

以甲基纖維素作粘結(jié)劑配制氮化硅泥料，

利用柱塞式擠壓模具通過擠壓成形法制備多孔氮化硅陶瓷。所用的氮化硅粉中α相含量大于95%，平均粒徑約為1?μm。甲基纖維素作為粘結(jié)劑，氧化釔作為燒結(jié)助劑。首先把氮化硅、氧化釔和甲基纖維素粉末進(jìn)行干混，然后相繼加入水和甘油在研缽中輪輾約20?min，以打破顆粒團(tuán)聚并獲得組分均勻的泥料。原料中各成分配比為(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：氮化硅：68.6%，氧化釔：3.4%，甲基纖維素：2.3%，水：18.8%，甘油：6.9%，最終泥料中液相體積分?jǐn)?shù)為50.3%。把泥料放入自制的柱塞式擠壓模具中在常溫下進(jìn)行擠壓，其中料筒直徑為25mm，錐形模具的入口角為31.8°，擠出圓柱形試樣的直徑為8.8mm，擠出試樣切割成約40mm長(zhǎng)的試樣后，在40℃下烘干，干燥后的試樣在600℃下排膠以去除有機(jī)物。最后把排膠后試樣放入涂有氮化硼的石墨坩堝里，在燒結(jié)爐(Highmulti-5000)中燒結(jié)。燒結(jié)溫度為1750℃，燒結(jié)氣氛為0.5MPa的氮?dú)鈮?，時(shí)間為2h。擠壓成形是制備多孔氮化硅陶瓷的一種有效而實(shí)用的方法。在擠壓、干燥、排膠、燒結(jié)等各個(gè)工藝階段坯體的開氣孔率、體積密度、彎曲強(qiáng)度、顯微結(jié)構(gòu)及相轉(zhuǎn)變發(fā)生明顯變化。燒結(jié)后的多孔氮化硅的氣孔率約為40%，孔隙主要由棒狀βSi3N4相互搭接而形成。