Способ изготовления керамического материала

 

Изобретение относится к области получения керамического материала из смеси нитрида кремния и оксида алюминия. 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 04 В 35/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 1952604/29-33 (62) 1871354/29-33 (22) 01.08.73 (23) 10 .01.73 (31) 1255 (32) 11.01 ° 72 (33) СВ (46) 30. 12.87. Бюл. Н - 48 (71) Джозеф Лукас (Индастриз) Лимитед (СВ) (72), Кеннет Хендерсон Джек и Уильям

Ян Уилсон (СВ) (53) 666.798.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 331047, кл. С 04 В 35/58, 1970. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА . (57) Изобретение относится к области получения керамического материала из

„„SU „„1364236 А 3 смеси нитрида кремния и оксида алюми ния. Для получения в конечном продукте более 90% фазы состава

Si А1 N e О, где 0<Ы5, 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 ийи горячему прессованию в интервале температур 1700-2000 С в течение

0 5-1 ч, причем при горячем прессовании используют засыпку нитрида бора, При изменении содержания А1 0 > от 2 до 75% значение Z в зависимости от температуры меняется от 0,2 до

-4 6. Материал характеризуется лорис- Я тостью порядка !!,!ь и твердостью более 4800 кг/см . 1 с.п. ф-лы, табл., Q)

1 ил.

1 136

Изобретение относится к производству керамического ма.ериала на основ е нит рида кр емния .

Целью изобретения является получение в конечном продукте более 90 однофазного соединения состава

Si<> А1.

Для получения материала смешивают порошки Si N„и Al<0 в шаровой мельнице в среде изопропилового спирта в течение, например, 72 ч, .сушат смесь и подвергают брикетированию в стальной пресс-форме 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

-толщиной около 0,005-0,013 см. Брикет также засыпают порошком нитрида бора гексагональной модификации с размером частиц около 5 мкм и прессуют при 1700 С, при давлении

387 кг/см в течение 1 ч, повышая температуру от комнатной до температуры горячего прессования за 20 мин.

При этом начальное давление составляет 35 кг/см, а максимальное при2 кладывают при 1500 С.

Полученный продукт по данным рентгеновского анализа состоит практически из однофазного материала, имеющего кристаллическую решетку. p -Si>N< и менее 5 . неидентифицированной фазы.

Состав материала Si Al И 0 где Е=1 5

В случае использования температур менее 1700 С и меньшего времени проведения процесса реакция между нитридом кремния и оксидом алюминия не проходит полностью и в конечном материале содержится не более 50 однофазного соединения указанного состава.

Используемый порошок А1 0э представляет собой Ы-А1 0э высокой степени чистоты со средним размером частиц 0,5 мкм и удельной поверхностью

1 м /г или -А1 0 фирмы Дегусса.

Е

Возможно использование также солей алюминия, например 7 г нитрида кремния д6бавляют к раствору 42 г сульфата алюминия и 75 мп воды. К смеси

4236

35 канием или горячим прессованием в неокислительной атмосфере в течение

40 0,5-1 ч, отличающий с я тем, что, с целью получения в конечном продукте более 90Х однофазного соединения состава Si <-zAlzN 8-z0 z p где О

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю5

20 добавляют 22,5 мл гидроокиси аммония и перемешивают 18 ч, Осадок после декантации и промывки сушат и прессуют 1 ч при 1700 С. Получают 95 -ный оксинитрид кремния — алюминия при

Е=З.

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 А1 0 20,25,40, 50 и 70Х получают однофазный продукт, в котором величина Z составляет соответственно 1,2; 1,5; 2,3; 3;4, в случае проведения процесса при температуре, близкой к максимальной, неилентифицированная фаза отсутствует.

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

На чертеже приведено изменение параметра кристаллической решетки в зависимости от состава. Полученный материал имеет пористость порядка

0,1Х и твердость более 4800 кг/см

Фор мула изобретения

1. Способ изготовления керамического материала путем смешивания 275 . тонкодисперсного оксида алюминия и 25-98Х нитрида кремния с последующим формованием заготовок и их спещ и и с я тем, что при горячем прессовании используют засыпку нитрида бора.

1364236

Состав шихты, мас.%

Параметры процессЫ Характеристика мат ериала

Значение

$1эМ q

А1 0 э

Температура Время

ОС Г ч

Содержание фазы, ь-Р4 "в-Р .

Йя

1,5

72,5 27,5

1700

50

0,5

2000

100

70

1800

790

20

1700

)90 ю90

0,2

75

2000

0,5 о 90

4,2 и го зо 4О so и О 3о 90

3 00

7Я

2 90

Составитель Н. Соболева

Техред Л. Сердюкова Корректор В. Вутяга

Редактор Н. 111выдкая

Заказ б386/58 Тираж 588

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое. предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4