反应结合氮化硅体浸渍工艺制作方法

吴树芳

1991年12月25日

1990年6月8日

1990年6月8日

国家建筑材料工业局咸阳陶瓷研究设计院

C04B41/82GK1057251SQ9010425

氮化硅 浸渍 工艺 反应 结合

1.一种反应结合氮化硅体浸渍工艺，其特征在于将常规反应结合氮化硅体浸渍在含氧化硅或氧化铝的液态有机物质中，经碱解，干燥后，在含氮气氛中或空气中进行煅烧2.根据权利要求1所述的氮化硅体浸渍工艺，其特征在于用正硅酸乙脂或异丙醇铝水溶液作浸渍液、浸渍时间为30～45分钟3.根据权利要求1所述的氮化硅体浸渍工艺，其特征在于用氨水作催化剂进行碱解8-12小时4.根据权利要求1、2所述的氮化硅体浸渍工艺，其特征在于用正硅酸乙酯或异丙醇铝水溶液浸渍的氮化硅体分别于≤155℃、干燥24-60小时，≤125℃、干燥12-24小时5.根据权利要求1所述的氮化硅体浸渍工艺，其特征在于含氮气氛中煅烧至≤1350℃并保温24小时或空气中煅烧至≤1000℃并保温2小时

本发明涉及一种陶瓷的后处理工艺，特别是反应结合氮化硅陶瓷浸渍工艺欧美、日本等国于60年代已开始研制单把调温水咀，80年代后期才开始投放市场该水咀的研制关键在于阀片，对于作开启关闭反复动作而要保持具有完好密封性及冷热水反复冲击性的动静阀片付，要求所选用的材料必须具有较高的硬度和强度、低的摩擦系数及高抗温度急变能力、抗老化和腐蚀能力等目前，国、内外多采用95%～97%以上的氧化铝陶瓷材料制作阀片(建材技术-《陶瓷》一九八七年第五期总第六十九期)采用高含量的氧化铝陶瓷作阀片、虽然基本上能满足上述要求，但是，氧化铝质陶瓷决定了它必须是液相烧结工艺，烧成过程中会带来较大的收缩及不易克服的变形(收缩率≥14%)，特别是对于尺寸精度要求较高的产品，使之成品率下降要保持合格率，就必须加大产品尺寸，采用研磨加工多余部分，从而极大地增加产品成本常规反应结合氮化硅制作工艺为高纯硅粉及外加剂混料成混合料或浆料，再成型坯体并在纯N2中烧结成氮化硅体采用此工艺制成的阀片，虽然烧结后几乎无收缩，但是，在较高压力下(＞1kg/cm2)，液体会通过氮化硅体内穿透气孔而渗漏出来因密封性能较差，所以，在这个领域内至今未能使用本发明的目的是提出一种制作陶瓷阀片的反应结合氮化硅浸渍工艺，以便提高反应结合氮化硅的抗液体渗漏性和硬度本发明是这样实现的，将常规反应结合氮化硅工艺制成的氮化硅体浸渍在含氧化硅(SiO2)或含氧化铝(Al2O3)的液态有机物质中，经过碱解，干燥后，在含氮气氛中或空气中进行煅烧本发明提供的工艺、使常规反应结合氮化硅的抗液体的压力由1kg/cm2左右提高到＞10kg/cm2硬度由HRA80左右提高到HRA88左右与国内现有工艺生产的95Al2O3相比较，其耐磨性能、抗热震性能及尺寸精度都有明显提高并且成本下降30%将本发明制作的阀片装在仿瑞士KWO制造的水咀中，通过＞10kg/cm2的水压试验，不仅能满足各项性能要求，并且成本仅为KWC阀片的30%本发明不仅适用于制造单把调温水咀阀片，而且适用于制造任何需高压耐磨、防腐蚀、高尺寸精度的陶瓷材料密封装置或部件本发明将在下述实施例中作更清楚地说明将常规反应结合氮化硅阀片，用正硅酸乙脂或异丙醇铝水溶液作浸渍液并在真空容器中浸渍30～45分钟，以便将填充物引到多孔的反应结合氮化硅中然后放商售的氨水中进行碱解8-12小时，实质上为水解，氨仅作为催化剂使水解迅速彻底，其反应式为碱解后，将正硅酸乙酯水溶液浸渍的氮化硅体在≤155℃干燥24-60小时或将异丙醇铝水溶液浸渍的氮化硅体在≤125℃干燥12-24小时，以便将氮化硅体中的可挥发物，包括多余的水排除掉干燥之后即可进行煅烧，煅烧是在氨气或空气中进行，在氮气或氨气中加热至≤1350℃并保温24小时则可促成Si3N4和SiO2或赛隆(SiAlON)填充氮化硅(Si3N4)在空气中加热至≤1000℃并保温2小时，则生成SiO2或Al2O3填充Si3N4