專利名稱：一種氮化硅陶瓷金屬化材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮化硅陶瓷金屬化材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，氮化硅復(fù)合陶瓷發(fā)熱體采用銀銅釬料高頻釬焊的方法或純銅釬料真空釬焊的方法焊接引線，其焊接方式是直接與氮化硅陶瓷進(jìn)行焊接，存在的缺陷是，焊接的釬料沒有對(duì)氮化硅陶瓷材料潤(rùn)濕，更未與氮化硅陶瓷形成界面結(jié)合，再加之釬焊材料與陶瓷材料的膨脹系數(shù)不匹配，在高溫環(huán)境下，焊點(diǎn)易撕裂、松動(dòng)，導(dǎo)致接觸不良，影響氮化硅復(fù)合陶瓷發(fā)熱體的使用壽命
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種對(duì)氮化硅陶瓷潤(rùn)濕好，界面結(jié)合牢固，避免直接與氮化硅陶瓷進(jìn)行焊接且焊接效果好的氮化硅陶瓷金屬化材料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明之氮化硅陶瓷金屬化材料，包括以下重量百分配比的組分Cr: 12 21% ;Fe: 8 15% ；Ti : 10 26% ;Mo: 3 10% ；Co: 13 20% ;A1:0 3% ；Ni : 0. 5 3% ;Si : 0. I 3% ；B:0. I 2% ；C:0. I 5% ;氮化硅陶瓷粉13 21% ;所述各組分配比之和為100%。進(jìn)ー步，所述Ti的重量百分配比為16 24%，所述各組分配比之和為100%。進(jìn)ー步，所述Al的重量百分配比為I 2%，所述各組分配比之和為100%。進(jìn)ー步，所述Ni的重量百分配比為I 2%，所述各組分配比之和為100%。進(jìn)ー步，所述Si的重量百分配比為I 2%，所述各組分配比之和為100%。進(jìn)ー步，所述B的重量百分配比為0. 8 I. 5%，所述各組分配比之和為100%。進(jìn)ー步，所述C的重量百分配比為2 4%，所述各組分配比之和為100%。本發(fā)明之氮化硅陶瓷金屬化材料的制備方法，包括以下步驟先按預(yù)定重量百分配比稱取各組分粉狀原料，然后裝入到以こ醇為球磨介質(zhì)的球磨機(jī)中，球磨68 76小時(shí)；將球磨后的粉料真空干燥，真空度彡0. 098MPa,干燥溫度50 70°C，時(shí)間為5 6小時(shí)，干燥至粉料中酒精含量彡lwt%，過彡80目篩，即成。進(jìn)ー步，各組分粉狀原料的粒度及純度要求為鉻粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99. 3% ;鐵粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99% ;鈦粉的粒度為3 5微米，純度要求> 98. 5% ;鑰粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99. 9% ;鈷粉的粒度為
2.5 3. 5微米，純度要求> 99. 9% ;鋁粉的粒度為3 5微米，純度要求> 99% ;鎳粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99. 9% ;硅粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99% ;硼粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99% ;碳粉的粒度為3 5微米，純度要求> 99% ；氮化硅陶瓷粉的粒度為0. 5 I. 5微米；所述百分比為質(zhì)量百分比。本發(fā)明之氮化硅陶瓷金屬化材料在制備氮化硅陶瓷金屬化層中的應(yīng)用(I)將所述氮化硅陶瓷金屬化材料按600g氮化硅陶瓷金屬化粉料加入180 220ml (優(yōu)選200ml)こ基纖維素和松油醇的混合物(在混合物中，松油醇占95wt%,こ基纖維素占5wt%)，攪拌均勻，至金屬化漿料能沿玻璃棒成線狀流下，即成；(2)將氮化硅陶瓷用8 12wt%的NaOH溶液在溫度85°C 95°C下煮25 35分鐘后，先用4 6wt%HCl溶液沖洗，后用自來水沖洗，再在丙酮中超聲波清洗，蒸餾水沖洗，烘干；(3)在烘干后的氮化硅陶瓷表面涂上步驟(I)所得金屬化漿料，控制厚度為40 60微米(優(yōu)選50微米)，晾干；(4)將步驟(3)所得表面涂有金屬化漿料的氮化硅陶瓷裝入真空爐，在熱態(tài)真空I. 0 I. 5X 10_2Pa，升溫至1030 10600C，保溫40 70分鐘，再升溫至1230 1280°C，達(dá)到所需溫度后恒溫20 40分鐘，斷電停爐，斷電停爐后一直保持熱態(tài)真空I. 0 I. 5X 10_2Pa至爐內(nèi)溫度降至100°C以下，停真空泵，出爐，即成。制得的氮化硅陶瓷表面的金屬化層平整均勻。利用本發(fā)明之氮化硅陶瓷金屬化材料制成的氮化硅陶瓷表面金屬化層與氮化硅陶瓷潤(rùn)濕好，可形成牢固的界面結(jié)合，能在700 750°C的環(huán)境下長(zhǎng)期使用，有效解決了氮化硅陶瓷之間、氮化硅陶瓷與金屬之間的封接問題，且結(jié)合面抗拉強(qiáng)度可達(dá)到180MPa，適用范圍更廣。·
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。實(shí)施例ト4
實(shí)施例1-4各組分配比(質(zhì)量百分比)見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種氮化硅陶瓷金屬化材料，其特征在于，包括以下重量百分配比的組分Cr:12 21%;Fe:8 15% ;Ti : 10 26% ;Mo: 3 10% ;Co: 13 20% ;A1:0 3% ;Ni:0. 5 3% ；Si:0. I 3% ；B:0. I 2% ；C:0. I 5% ;氮化硅陶瓷粉13 21% ;所述各組分配比之和為100%O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氮化硅陶瓷金屬化材料，其特征在干所述Ti的重量百分配比為16 24%，所述各組分配比之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氮化硅陶瓷金屬化材料，其特征在于所述Al的重量百分配比為I 2%，所述各組分配比之和為100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氮化硅陶瓷金屬化材料，其特征在于所述Ni的重量百分配比為I 2%，所述各組分配比之和為100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氮化硅陶瓷金屬化材料，其特征在于所述Si的重量百分配比為I 2%，所述各組分配比之和為100%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氮化硅陶瓷金屬化材料，其特征在于所述B的重量百分配比為0. 8 I. 5%，所述各組分配比之和為100%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氮化硅陶瓷金屬化材料，其特征在于所述C的重量百分配比為2 4%，所述各組分配比之和為100%。
8.ー種制備權(quán)利要求I或2所述氮化硅陶瓷金屬化材料的方法，其特征在于，包括以下步驟先按預(yù)定重量百分配比稱取各組分粉狀原料，然后裝入到以こ醇為球磨介質(zhì)的球磨機(jī)中，球磨68 76小時(shí)；將球磨后的粉料真空干燥，真空度彡0. 098MPa，干燥溫度50 70°C，時(shí)間為5 6小時(shí)，干燥至粉料中酒精含量彡lwt%，過彡80目篩，即成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化硅陶瓷金屬化材料的制備方法，其特征在干，各組分粉狀原料的粒度及純度要求為鉻粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99. 3% ;鐵粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求〉99% ;鈦粉的粒度為3 5微米，純度要求〉98. 5% ;鑰粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99. 9% ;鈷粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求>99. 9% ;鋁粉的粒度為3 5微米，純度要求> 99% ;鎳粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99. 9% ;硅粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99% ;硼粉的粒度為2. 5 3. 5微米，純度要求> 99% ;碳粉的粒度為3 5微米，純度要求> 99% ;氮化硅陶瓷粉的粒度為0. 5 I.5微米；所述百分比為質(zhì)量百分比。
10.一種權(quán)利要求I或2所述氮化硅陶瓷金屬化材料在制備氮化硅陶瓷金屬化層中的應(yīng)用。
全文摘要
一種氮化硅陶瓷金屬化材料及其制備方法與應(yīng)用，該材料包括以下重量百分配比的組分Cr:12～21％；Fe:8～15%；Ti:10～26％；Mo:3～10%；Co:13～20％；Al:0～3%；Ni:0.5～3%；Si:0.1～3%；B:0.1～2%；C:0.1～5%；氮化硅陶瓷粉:13～21％；所述各組分配比之和為100%。本發(fā)明還包括所述氮化硅陶瓷金屬化材料的制備方法與應(yīng)用。利用本發(fā)明之氮化硅陶瓷金屬化材料制成的氮化硅陶瓷金屬化層與氮化硅陶瓷潤(rùn)濕好，形成牢固的界面結(jié)合，能在700～750℃的環(huán)境下長(zhǎng)期使用，有效解決了氮化硅陶瓷之間、氮化硅陶瓷與金屬之間的封接問題。
文檔編號(hào)C04B41/88GK102796937SQ20121030397
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者胡鐵武 申請(qǐng)人:冷水江市明玉陶瓷工具有限責(zé)任公司