專利名稱：一種碳化硅材料的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新材料制備技術(shù)，尤其是涉及一種碳化硅材料的制備工藝。
背景技術(shù)：
目前，碳化硅已成為人們廣為利用的非氧化物陶瓷材料，因其具有很大的硬度、耐熱性、耐氧化性、耐腐蝕性，它已被確認為一種磨料、耐火材料、電熱元件、黑色有色金屬冶煉等用的原料，現(xiàn)在又被應(yīng)用在機械工程中的結(jié)構(gòu)件和化學(xué)工程中的密封件等。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷材料具有耐高溫、抗氧化、耐磨損、耐腐蝕、抗熱震以及高硬度、高熱導(dǎo)率等優(yōu)良性能，但是碳化硅很難燒結(jié)，其晶界能與表面能之比很高，同時碳化硅燒結(jié)時擴散速率很低，它表面的氧化膜也起擴散勢壘的作用。特別是傳統(tǒng)燒結(jié)方式下，由于毛坯表面優(yōu)先被加熱反應(yīng)形成致密的氮化硅結(jié)合碳化硅，而毛坯內(nèi)部依靠緩慢的氣體擴散反應(yīng)因此制品的內(nèi)外質(zhì)量不容易控制，特別是對于厚度較大的部件很難保證內(nèi)外成分，組織結(jié)構(gòu)和性能的均一性，也就是密度不均勻或達不到使用要求，影響了制造零件的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高密度、高硬度的碳化硅材料的制備工藝。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的將碳化硅粉末、石墨粉和含碳
粘合劑按比例混合，經(jīng)干壓、擠壓或注漿方法制成多孔坯體，然后加熱到200(TC，并同時采用硅、氮高壓蒸氣滲透，壓強在5-10KPa之間，使之與元素碳發(fā)生反應(yīng)將碳化硅顆粒結(jié)合起來，從而得到無孔致密的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅材料。
本發(fā)明采用的上述工藝，由于在碳化硅基體中含有彌散超細的石墨顆粒，其摩擦系數(shù)非常小，具有良好的自潤滑性能和密封性能；又采用硅、氮高壓蒸氣滲透，使得碳化硅材料密度高、硬度高，提高了材料使用壽命以及工作可靠性，可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品。
具體實施例方式
實施例將碳化硅粉末、石墨粉和含碳粘合劑按比例混合，粘結(jié)劑可以采用木質(zhì)素磺酸鈣或甲基纖維素或黃糊精，經(jīng)擠壓制成多孔坯體，然后加熱到200(TC，并同時采用壓強為8KPa的硅、氮高壓蒸氣滲透，使之與元素碳發(fā)生反應(yīng)將碳化硅顆粒結(jié)合起來，從而得到無孔致密的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅材料。
本發(fā)明工藝提高了晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點間聯(lián)合力，使原子晶格鍵合力很強，離子鍵合力也很強，晶型、堆積密度高。制得的碳化硅材料密度達到3. 18克每立方厘米，其莫氏硬度僅次于 金剛石，在9.6-9.8之間，顯微硬度為3600Kg/mm2。當(dāng)該碳化硅材料在加熱到130(TC時，在 其碳化硅晶體表面開始生成二氧化硅保護層。隨著保護層的加厚，阻止了內(nèi)部碳化硅繼續(xù)被 氧化，這使碳化硅有較好的抗氧化性。由于二氧化硅保護膜的作用，碳化硅的抗酸堿能力很 強，因而可用于高PV值，特別是輸送強酸、強堿和噴射耐磨工況中使用。
權(quán)利要求
1.一種碳化硅材料的制備工藝，其特征在于是將碳化硅粉末、石墨粉和含碳粘合劑按比例混合，經(jīng)干壓、擠壓或注漿方法制成多孔坯體，然后加熱到2000？，并同時采用硅、氮高壓蒸氣滲透，壓強在5-10KPa之間，使之與元素碳發(fā)生反應(yīng)將碳化硅顆粒結(jié)合起來，從而得到無孔致密的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳化硅材料的制備工藝，是將碳化硅粉末、石墨粉和含碳粘合劑按比例混合，經(jīng)干壓、擠壓或注漿方法制成多孔坯體，然后加熱到2000℃，并同時采用硅、氮高壓蒸氣滲透，壓強在5-10KPa之間，使之與元素碳發(fā)生反應(yīng)將碳化硅顆粒結(jié)合起來，從而得到無孔致密的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅材料。本發(fā)明采用的上述工藝，由于在碳化硅基體中含有彌散超細的石墨顆粒，其摩擦系數(shù)非常小，具有良好的自潤滑性能和密封性能；又采用硅、氮高壓蒸氣滲透，使得碳化硅材料密度高、硬度高，提高了材料使用壽命以及工作可靠性，可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品。
文檔編號C04B35/565GK101654361SQ20091030594
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者燚 方 申請人:燚 方