Способ изготовления керамического материала Советский патент 1987 года по МПК C04B35/599 

Изобретение относится к производству керамического материала на основе нитрида кремния.

Целью изобретения является получение в конечном продукте более 90% однофазного соединения состава 51,г AlzNg.zOj, где ..

Для получения материала смешивают порошки SijN и в шаровой мельнице в среде изопропилового спирта в течение, например, 72 ч, .сушат смесь и подвергают брикетированию в стальной пресс-(|юрме при комнатной температуре под давлением 140 кг/см с последующим горячим прессованием в графитовой пресс-форме, все поверхности которой предварительно покрыты распылением порошком нитрида бора ОКОЛО 0,005-0,013 см. Брикет также засьшают порошком нитрида бора гекса гональной модификации с размером частиц около 5 мкм и прессуют при 700°С, при давлении 387 кг/см в течение 1 ч, повьшхая температуру от комнатной до температуры горячего прессования за 20 мин. При этом начальное давление составляет 35 кг/см , а максимальное прикладывают при .

Полз ченный продукт по данным рентгеновского анализа состоит практически из однофазного материала, имеющего кристаллическую решетку. /} -51зЫ4 и менее 5% пеидентифицированной фазы.

Состав материала Si . 2 8-2 - z где Z 1,5.

В случае использования температур менее и меньшего времени про- ведения процесса реакция между нитридом кремния и ОКС1-ЩОМ алюминия, не проходит полностью и в конечном материале содержится не более 50% однофазного соединения указанного состава.

Используемьм порошок представляет собой с/-А1 0э высокой степени чистоты со средним размером частиц 0,5 мкм и уделькой поверхностью 1 или л -АХ ОэФирмы Дегусса.

Возможно использование также солей алюминия, например 7 г нитрида крем- кия добавляют к раствору 42 г суль- фатя алюминия и 75 мл воды. К смеси

добавляют 22,5 мл гидроокиси аммония и перемешивают 18 ч. Осадок после, декантахщи и промывки сушат и npeccj - ют 1 ч при 1700°С. Получают 95%-ный оксинитрид кремния - алюминия при ,

При проведении процесса спекания в среде азота без приложения давления установлено, что в температурном интервале 1700-2000°С получают материал с содержанием неидентифицированной фазы менее 5%, причем при изменении содержания в смеси 20,25,40, 50 и 70% получают однофазный продукт, в котором величина .Z состпвляет соответственно 1,2; 2,3j 3;4, в случае проведения процесса при температуре, близкой к максимальной, неидентифицированная фаза отсутствует.

В таблице приведены характеристики получаемого продукта в зависиг мости от состава и условий .

На чертеже приведено изменение параметра кристаллической решетки в зависимости от состава. Полученный материал имеет пористость порядка 0,1% и твердость более 4800 кг/см.

Формула изобрет.ения

1. Способ изготовления керамичес-; кого материала,путем смешивания 2- 75% тонкодисперсного оксида алюминия и 25-98% нитрида кремния с последующим формованием заготовок и их спеканием или горячим прессованием в : неокислительной атмосфере в течение 0,5-1 ч, отличающийся тем, что, с целью получения в конечном продукте более 90% однофазного

5

g-zOz

0

соединения состава где , используют порошки нитрида кремния дисперсностью 5 мкм и оксида алюминия 1 мкм или соединения алюминия, разлагаюш еся до оксида . указанной дисперсности, а спекание или горячее прессование ведут при температурах 1700-2000 с.

2. Способ по П.1, отличающийся тем, что при горячем прессовании используют за,сыпку нитрида бора.

Изобретение относится к области получения керамического материала из смеси нитрида кремния и оксида алюми- ния. Для получения в конечном продукте более 90% фазы состава Sij. , смешивают 2-75% оксида алюминия с размером частиц менее 1 мкм и 25-98% нитрида кремния с размером частиц менее 5 мкм. Смесь брикетируют и подвергают спеканию или горячему прессованию в интервале температур 1700-2000 С в течение 0,5-1 ч, причем при горячем прессовании используют засьтку нитрида бора. При изменении содержания от 2 до 75% значение Z в зависимости йт температуры меняется от у.0,2 до 2,6. Материал характеризуется пористостью порядка 0,1% и твердостью более 4800 кг/см . 1 с.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил. § СО со О5 ГчЭ СА О) Ы